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Source : Laboratoires de Margaret Workman et Kimberly Frye - Depaul University
Turbidité et total solides sont des mesures connexes traitant la clarté des eaux de surface. La turbidité est une mesure indirecte de la clarté de l’eau qui détermine la quantité de lumière pouvant passer par l’eau. Solides totaux est une mesure directe de particules solides en suspension dans l’eau, déterminée par le poids.
Des niveaux élevés de turbidité et total solides sont causés par l’érosion des sols, eaux usées, eaux de ruissellement ou des changements dans des communautés écologiques, y compris la croissance des algues ou l’abondance des organismes benthiques qui peuvent perturber les sédiments vers le haut dans l’eau. Des niveaux plus élevés de matières en suspension et de la turbidité peuvent réduire la qualité de l’eau en absorbant la chaleur, causant une augmentation de la température de l’eau et une diminution des teneurs en oxygène (eau chaude contient moins d’oxygène). Ces conditions peuvent aussi causer une diminution de la photosynthèse que moins la lumière du soleil pénètre dans l’eau, rendant l’eau incapable de supporter une vie aquatique. Solides en suspension peuvent également boucher les branchies, étouffer les oeufs, réduire le taux de croissance et perturber les microhabitats de nombreux organismes aquatiques.
Une méthode de mesure de turbidité sont inclus un disque de Secchi. Un disque de Secchi est un disque métallique avec autres quarts noir et blancs (Figure 1). Il est attaché à une corde qui possède des repères d’un pied le long de lui. Le disque est tombé dans l’eau jusqu'à ce qu’il ne peut plus être vu (Figure 2). L’inconvénient de cette méthode est que cela doit se faire dans le domaine et protocole idéal nécessite des conditions ensoleillées et que la zone d’essai soit ombragé. En outre, s’il y a une grande distance entre la berge et le niveau d’eau, il est difficile d’utiliser le disque de Secchi. À l’aide de tubes de turbidité, on peut recueillir l’eau et puis effectuer les mesures de turbidité dans le laboratoire.
Figure 1. Mis à jour le design de disque Secchi utilisé en eau douce.
Figure 2. Différents types de disque de Secchi. Un style marin, un sur la gauche et la version eau douce sur la droite
1. mesure de la turbidité
2. mesure de solides totaux
3. LabQuest méthode pour mesurer la turbidité
4. LabQuest Method for Measuring Total dissous solides à l’aide de conductivité
La turbidité et les solides totaux sont des mesures connexes utilisées pour quantifier la clarté des eaux de surface.
La turbidité est une mesure indirecte de la clarté de l’eau qui détermine la quantité de lumière pouvant passer par l’eau. Solides totaux est une mesure directe, qui enregistre la masse totale de particules solides en suspension dans l’eau.
Des niveaux élevés de turbidité ou solides totaux dans l’eau peuvent être causées par nombreux facteurs environnementaux. Ceux-ci incluent l’érosion des sols, eaux usées, eaux de ruissellement ou de changement dans les communautés écologiques, y compris la croissance des algues ou l’abondance des organismes benthiques qui peuvent perturber les sédiments dans la colonne d’eau.
Turbidité plus élevée et les solides en suspension peuvent réduire la qualité de l’eau en absorbant la chaleur, causant la température de l’eau une augmentation et une diminution correspondante dans les niveaux d’oxygène, comme l’eau chaude contient moins d’oxygène. La photosynthèse peut refuser, car moins la lumière du soleil est capable de pénétrer l’eau, le rendant incapable de supporter une vie aquatique. En outre, les solides en suspension peuvent boucher les branchies, étouffer les oeufs, réduire le taux de croissance et perturber les microhabitats de nombreux organismes aquatiques.
Cette vidéo illustre comment quantifier la turbidité dans un laboratoire et calculer les total des solides dans les échantillons d’eau.
La turbidité est causée par des particules solides en suspension dans l’eau éparpille la lumière plutôt que de lui permettant d’être transmis. La mesure de la turbidité est déterminée par la concentration, la taille et la couleur des particules. Grosses particules des gains scatter et concentrent la lumière dans une direction vers l’avant par rapport aux particules plus petites. La taille des particules peut également affecter la qualité de la lumière, avec des particules plus grandes longueurs d’onde de lumière plus de courtes longueurs d’onde de diffusion. À l’inverse, les particules plus petites dispersent courtes longueurs d’onde plus intensément, tout en ayant relativement peu d’effet sur les longueurs d’onde plus longues.
Si les particules sont densément regroupées dans un échantillon, lumière va entrer en contact avec un augmentation du nombre de particules et parcourir une distance plus courte entre eux, ce qui entraîne plusieurs événements de diffusion. Les solutions moins denses ont un plus de temps libre parcours moyen. Les particules plus sombres absorbent plus de lumière, et particules légères accroître la diffusion, les deux aboutissant à l’augmentation globale de la turbidité. Les particules dans l’ensemble, plus sombres entraîner une turbidité plus élevée que les particules plus légères en raison de la plus grande quantité d’énergie lumineuse absorbée.
Une méthode de mesure de turbidité est avec un disque de Secchi. Pour l’eau douce, c’est un disque de métal 20 cm de diamètre avec une alternance de trimestres noir et blancs. Pour l’usage marin, un disque blanc ordinaire d’environ 30 cm de diamètre est standard. Dans les deux cas, le disque est attaché à une corde marqués à intervalles connus et est tombé dans l’eau jusqu'à ce qu’il ne peut plus être vu. La longueur de la corde au point de disparition est enregistrée comme étant la profondeur de Secchi, qui est liée à la turbidité de l’eau.
Cependant, il y a des limites à cette méthode de champ. Protocole d’enregistrement idéale exige des conditions ensoleillées et une zone ombragée de test. Les berges abruptes, larges ou lâches peuvent poser des difficultés ou danger pour les opérateurs de disque, ou accès à un bateau peut être nécessaire. Utilisant des tubes de turbidité pour recueillir l’eau pour effectuer des analyses en laboratoire permet plus sûr et plus standardisé Mensurations.
Une fois que les échantillons d’eau sont de retour dans le laboratoire, ils sont comparés à un échantillon de référence. Pour ce faire, réactif Standard de turbidité est ajouté à l’eau désionisée incréments prédéterminés pour augmenter la turbidité jusqu'à ce que les échantillons sont mis en correspondance, basée sur l’observation d’un point fixe au bas des deux colonnes. La quantité de réactif ajouté pour faire correspondre les échantillons soient enregistrée et convertie en unités de turbidité Jackson ou « JTU » à l’aide d’une table de référence.
Solides totaux peuvent être obtenus par évaporation de l’eau de l’échantillon afin d’isoler et de peser les solides.
Maintenant que nous sommes familiers avec les principes qui sous-tendent les mesures de turbidité et les solides totaux, nous allons prendre à regarder comment celles-ci sont mesurées en laboratoire.
Une fois que l’échantillon d’eau a été recueillie sur le terrain, l’apporter au laboratoire pour analyse. Tout d’abord, sélectionnez une colonne de turbidité propre et remplissage de la ligne de 50 mL avec de l’eau de l’échantillon.
Remplissez une seconde colonne de turbidité « blanc » avec de l’eau désionisée jusqu'à la ligne de 50 mL.
Placez le deux tubes-by-side et observer le point noir au niveau de la base de la colonne de turbidité. Si le point noir est tout aussi clair dans les deux tubes, turbidité est égal à zéro. Si le point noir dans le tube à essais est moins visible, il sera nécessaire d’ajouter le réactif Standard de turbidité pour correspondre à la turbidité de l’échantillon de référence à celle de l’échantillon.
Secouez le réactif Standard de turbidité pour remettre en suspension les particules. Ajouter 0,5 mL de réactif dans le tube de l’eau distillée et utiliser un agitateur pour bien mélanger le contenu.
Recontrôler la turbidité en plaçant le tube échantillon et la référence tube-by-side et en regardant vers le bas à travers les solutions sur les points noirs. Si la turbidité de l’eau de l’échantillon est toujours supérieure à celle de l’eau distillée, continuer à ajouter le réactif Standard de turbidité par incréments de 0,5 mL, jusqu'à la turbidité des deux tubes jumelée, la quantité de réactif utilisé et le mélange après chaque ajout d’enregistrement. Enfin, enregistrer le montant total de Standard turbidité réactif ajouté. Utilisez cette valeur pour convertir en unités de turbidité Jackson.
En plus de mesurer la turbidité, les total des solides contenues dans l’échantillon peuvent aussi être déterminés. Avec des mains gantées, étiquette abeaker avec un crayon gras. Un crayon gras est idéal, car ces gobelets seront ensuite placés dans un four. Ensuite, tourner sur la balance et tarer il. À l’aide des mains gantées pour éviter le transfert de l’humidité du corps et en modifiant le poids du gobelet, lieu des béchers vides sur la balance et noter le poids.
S’assurer que l’échantillon d’eau est bien mélangée en agitant elle doucement, puis prendre une éprouvette graduée et mesurer 100 mL d’échantillon. Verser ce mélange dans le bol. Placer le bécher d’échantillon dans un four réglé à 100 ° C pendant 48 h afin d’évaporer le liquide et sécher le résidu qui en résulte. Retirer le bécher du four avec des mains gantées, laissez-le refroidir à température ambiante et peser à nouveau le bécher contenant le résidu. Pour déterminer le poids du résidu, soustraire le poids initial du gobelet vide du poids du bécher contenant le résidu. Ensuite, convertissez le poids du résidu en mg/L à l’aide de ce calcul.
Échantillons de turbidité avec un JTU inférieure à 10 sont classées comme « Excellent » ; une gamme de 11 à 20 que JTU est classé comme « Bon », de 21 à 90 échantillons JTU sont « Équitable » et dans les échantillons de plus de 90 turbidité JTU est classée comme « Pauvres ».
Solides totaux peuvent être classés en utilisant les catégories de qualité de surveillance Quantitative analyse de l’eau pour des mesures solides totaux. Ici, une mesure de solides totaux de moins de 100 mg/L est classée comme « Excellent », 101 à 250 « Bon », 251 à 400 sont « Fair » et les échantillons avec plus de 400 mg/L sont notés « Pauvres ».
Mesures de turbidité et total solides peuvent être utiles dans une variété de situations et d’autres méthodes possibles pour recueillir et mesurer ces données.
Une autre méthode pour mesurer la turbidité utilise un capteur optimisé pour la mesurer directement. Tout d’abord, le capteur est étalonné à l’aide d’un échantillon de turbidité connue et vide l’eau désionisée. Ensuite, un échantillon d’eau est placé dans le capteur de turbidité et l’ordinateur de poche écran affiche une lecture de turbidité. Cette méthode a des avantages sur les mesures en laboratoire car il est plus rapide, plus simple et peut être effectuée sur le terrain, mais ne nécessite pas l’achat d’équipements plus coûteux.
Matières dissoutes totales peuvent être également mesurées dans le champ à l’aide d’un dispositif automatisé, qui utilise une sonde de conductivité pour obtenir une lecture. Ici, la sonde est manuellement calibrés et réglés à particules Records en mg/L. La sonde est immergée dans l’échantillon de l’eau et les solides dissous totaux de lecture s’affiche sur le moniteur de l’ordinateur de poche. Encore une fois, cette méthode donne des résultats plus rapides et plus faciles que la méthode de laboratoire, mais nécessite l’achat d’une sonde LabQuest de compteur et de la conductivité.
Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la turbidité et les solides totaux dans l’eau de Surface. Vous devez maintenant comprendre la théorie et les principes qui sous-tendent ces deux mesures précieuses de qualité de l’eau, comment les mesurer et comment utiliser ces mesures pour déterminer la qualité de vos échantillons d’eau. Merci de regarder !
La turbidité et les solides totaux sont des mesures connexes utilisées pour quantifier la clarté des eaux de surface.
La turbidité est une mesure indirecte de la clarté de l’eau qui détermine la quantité de lumière qui peut traverser l’eau. La quantité totale de solides est une mesure directe, qui enregistre la masse totale des particules solides en suspension dans l’eau.
Des niveaux élevés de turbidité ou de solides totaux dans l’eau peuvent être causés par de nombreux facteurs environnementaux. Il s’agit notamment de l’érosion des sols, du rejet de déchets, du ruissellement ou des changements dans les communautés écologiques, y compris la croissance d’algues ou l’abondance d’organismes benthiques qui peuvent perturber les sédiments dans la colonne d’eau.
Une turbidité plus élevée et des solides en suspension peuvent réduire la qualité de l’eau en absorbant la chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température de l’eau et une diminution correspondante des niveaux d’oxygène, car l’eau chaude contient moins d’oxygène. La photosynthèse peut diminuer, car moins de lumière solaire est capable de pénétrer dans l’eau, ce qui la rend incapable de soutenir une partie de la vie aquatique. De plus, les solides en suspension peuvent obstruer les branchies, étouffer les œufs, réduire les taux de croissance et perturber les microhabitats de nombreux organismes aquatiques.
Cette vidéo illustre comment quantifier la turbidité en laboratoire et comment calculer les solides totaux dans des échantillons d’eau.
La turbidité est causée par des particules solides en suspension dans l’eau qui diffusent la lumière plutôt que de lui permettre d’être transmise. Le degré de turbidité est déterminé par la concentration, la taille et la couleur des particules. Les particules plus grosses diffusent et concentrent la lumière vers l’avant par rapport aux particules plus petites. La taille des particules peut également affecter la qualité de la lumière, les particules plus grosses dispersant davantage les longueurs d’onde plus longues de la lumière que les longueurs d’onde plus courtes. À l’inverse, les particules plus petites diffusent plus intensément les courtes longueurs d’onde, tout en ayant relativement peu d’effet sur les longueurs d’onde plus longues.
Si les particules sont densément regroupées dans un échantillon, la lumière entrera en contact avec un nombre accru de particules et parcourra une distance plus courte entre elles, ce qui entraînera de multiples événements de diffusion. Les solutions moins denses ont un libre chemin moyen plus long. Les particules plus foncées absorbent plus de lumière, et les particules plus claires augmentent la diffusion, ce qui entraîne une augmentation globale de la turbidité. Dans l’ensemble, les particules plus foncées entraînent une turbidité plus élevée que les particules plus claires en raison de la quantité accrue d’énergie lumineuse absorbée.
Une méthode de mesure de la turbidité consiste à utiliser un disque de Secchi. Pour l’eau douce, il s’agit d’un disque métallique de 20 cm de diamètre avec une alternance de quartiers noirs et blancs. Pour une utilisation marine, un disque blanc uni d’environ 30 cm de diamètre est standard. Dans les deux cas, le disque est attaché à une corde marquée à des intervalles connus, et lâché dans l’eau jusqu’à ce qu’il ne soit plus visible. La longueur de la corde au point de disparition est enregistrée comme la profondeur de Secchi, qui est liée à la turbidité de l’eau.
Cependant, cette méthode de champ présente des limites. Le protocole d’enregistrement idéal nécessite des conditions ensoleillées et une zone d’essai ombragée. Les berges escarpées, larges ou meubles peuvent poser des difficultés ou des dangers pour les opérateurs de disques, ou l’accès à un bateau peut être nécessaire. L’utilisation de tubes de turbidité pour recueillir l’eau afin d’effectuer des analyses en laboratoire permet des mesures plus sûres et plus standardisées.
Une fois que les échantillons d’eau sont de retour dans le laboratoire, ils sont comparés à un échantillon de référence. Pour ce faire, un réactif de turbidité standard est ajouté à l’eau déminéralisée par incréments prédéterminés pour augmenter la turbidité jusqu’à ce que les échantillons correspondent, sur la base de l’observation d’un point fixe au bas des deux colonnes. La quantité de réactif ajoutée pour correspondre aux échantillons peut ensuite être enregistrée et convertie en unités de turbidité Jackson ou « JTU » à l’aide d’une table de référence.
Les solides totaux peuvent être obtenus en évaporant l’eau de l’échantillon pour isoler et peser les solides.
Maintenant que nous connaissons les principes qui sous-tendent les mesures de la turbidité et des solides totaux, voyons comment ils sont mesurés en laboratoire.
Une fois que l’échantillon d’eau a été prélevé sur le terrain, apportez-le au laboratoire pour analyse. Tout d’abord, sélectionnez une colonne de turbidité propre et remplissez-la jusqu’à la ligne de 50 ml avec l’échantillon d’eau.
Ensuite, remplissez une deuxième colonne de turbidité « vierge » avec de l’eau désionisée jusqu’à la ligne de 50 ml.
Placez les deux tubes côte à côte et observez le point noir à la base de la colonne de turbidité. Si le point noir est également clair dans les deux tubes, la turbidité est nulle. Si le point noir dans le tube d’échantillon est moins visible, il sera nécessaire d’ajouter un réactif de turbidité standard pour faire correspondre la turbidité de l’échantillon de référence à celle de l’échantillon d’essai.
Agitez le réactif de turbidité standard pour remettre les particules en suspension. Ajoutez 0,5 ml du réactif dans le tube d’eau distillée et utilisez une tige d’agitation pour bien mélanger le contenu.
Vérifiez à nouveau la turbidité en plaçant le tube d’échantillon et le tube de référence côte à côte, et en regardant les points noirs à travers les solutions. Si la turbidité de l’eau de l’échantillon est toujours supérieure à celle de l’eau distillée, continuez à ajouter le réactif de turbidité standard par incréments de 0,5 ml, jusqu’à ce que la turbidité des deux tubes semble correspondre, en enregistrant la quantité de réactif utilisée et en mélangeant après chaque ajout. Enfin, notez la quantité totale de réactif de turbidité standard ajoutée. Utilisez cette valeur pour convertir en unités de turbidité Jackson.
En plus de mesurer la turbidité, il est également possible de déterminer les solides totaux contenus dans l’échantillon. Avec les mains gantées, étiquetez l’abeaker avec un crayon gras. Un crayon gras est idéal, car ces béchers seront ensuite placés dans un four. Ensuite, allumez la balance et tare-la. À l’aide de mains gantées pour éviter de transférer l’humidité corporelle et de modifier le poids du bécher, placez l’un des béchers vides sur la balance et notez le poids.
Assurez-vous que l’eau de l’échantillon est bien mélangée en la faisant tourner doucement, puis prenez un cylindre gradué et mesurez 100 ml de l’échantillon d’eau. Versez-le dans le bécher. Placez le bécher d’échantillon dans un four réglé à 100 ? C pendant 48 h afin d’évaporer le liquide et de sécher le résidu obtenu. Sortez le bécher du four avec des mains gantées, laissez-le refroidir à température ambiante et pesez à nouveau le bécher contenant le résidu. Pour déterminer le poids du résidu, soustrayez le poids initial du bécher vide du poids du bécher contenant le résidu. Ensuite, convertissez le poids du résidu en mg/L à l’aide de ce calcul.
Les échantillons de turbidité dont la JTU est inférieure à 10 sont classés comme « excellents » ; une plage de 11 à 20 JTU est classée comme « bonne », les échantillons de 21 à 90 JTU sont « passables » et dans les échantillons de plus de 90 JTU, la turbidité est classée comme « faible ».
Les solides totaux peuvent être catégorisés à l’aide des catégories d’analyse quantitative de surveillance de la qualité de l’eau pour les mesures des solides totaux. Ici, une mesure de solides totaux inférieure à 100 mg/L est classée comme « excellente », 101 à 250 comme « bonne », 251 à 400 comme « passable » et les échantillons contenant plus de 400 mg/L sont classés comme « médiocres ».
Les mesures de la turbidité et des solides totaux peuvent être utiles dans diverses situations, ainsi que d’autres méthodes potentielles pour recueillir et mesurer ces données.
Une autre méthode de mesure de la turbidité utilise un capteur optimisé pour la mesurer directement. Tout d’abord, le capteur est étalonné à l’aide d’un échantillon de turbidité connue et d’un blanc d’eau désionisée. Ensuite, un échantillon d’eau est placé dans le capteur de turbidité, et le moniteur portable affichera une lecture de la turbidité. Cette méthode présente des avantages par rapport aux mesures en laboratoire en ce sens qu’elle est plus rapide, plus simple et peut être effectuée sur le terrain, mais nécessite l’achat d’un équipement plus coûteux.
Les solides dissous totaux peuvent également être mesurés sur le terrain à l’aide d’un appareil automatisé, qui utilise une sonde de conductivité pour obtenir une lecture. Ici, la sonde est calibrée manuellement et réglée pour enregistrer les particules en mg/L. La sonde est immergée dans l’échantillon d’eau et la lecture des solides dissous totaux est affichée sur le moniteur portable. Encore une fois, cette méthode fournit des résultats plus rapides et plus faciles que la méthode de laboratoire, mais nécessite l’achat d’un appareil de mesure LabQuest et d’une sonde de conductivité.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la turbidité et aux solides totaux dans l’eau de surface. Vous devez maintenant comprendre la théorie et les principes qui sous-tendent ces deux précieuses mesures de la qualité de l’eau, comment les mesurer et comment utiliser ces mesures pour déterminer la qualité de vos échantillons d’eau. Merci d’avoir regardé !
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