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Turbidez e Sólidos Totais em Águas Superficiais

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Turbidity and Total Solids in Surface Water

1.3: Using GIS to Investigate Urban Forestry

1.15: Analysis of Earthworm Populations in Soil

35,787 Views

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09:41 min

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April 30, 2023

Overview

Fonte: Laboratórios de Margaret Workman e Kimberly Frye – Universidade Depaul

Turbidez e sólidos totais são medidas relacionadas à clareza das águas superficiais. A turbidez é uma medida indireta de clareza hídrica que determina a quantidade de luz que pode passar pela água. Sólidos totais é uma medição direta de partículas sólidas suspensas na água determinadas pelo peso.

Altos níveis de turbidez e sólidos totais são causados pela erosão do solo, descarga de resíduos, escoamento ou mudanças em comunidades ecológicas, incluindo crescimento de algas ou abundância de organismos benitários que podem interromper sedimentos na água. Níveis mais altos de turbidez e sólidos suspensos podem diminuir a qualidade da água absorvendo calor causando um aumento na temperatura da água e uma diminuição nos níveis de oxigênio (a água quente contém menos oxigênio). Essas condições também podem causar uma diminuição na fotossíntese à medida que menos luz solar penetra na água, tornando a água incapaz de suportar alguma vida aquática. Os sólidos suspensos também podem entupir brânquias, sufocar ovos, reduzir as taxas de crescimento e interromper microhabitats de muitos organismos aquáticos.

Um método de medição da turbidez inclui o uso de um disco Secchi. Um disco Secchi é um disco de metal com quartos alternativos em preto e branco(Figura 1). É preso a uma corda que tem marcas de um pé ao longo dele. O disco é jogado na água até que não possa mais ser visto(Figura 2). A desvantagem deste método é que ele deve ser feito no campo e o protocolo ideal requer condições ensolaradas e que a área de teste seja sombreada. Além disso, se houver uma grande distância entre a margem do rio e o nível da água, é difícil usar o disco Secchi. Usando tubos de turbidez, pode-se coletar água e, em seguida, realizar as medidas de turbidez de volta em laboratório.

Figura 1. O design de disco Secchi modificado usado em água doce.

Figura 2. Diferentes tipos de disco Secchi. Um estilo marinho à esquerda e a versão de água doce à direita

Principles

A turbidez é uma medida relativa determinada medindo quanta luz pode passar através da amostra de água. Quanto maior a turbidez, menos luz passará pela amostra e mais “nublado” a água aparecerá. Níveis mais altos de turbidez são causados por partículas sólidas suspensas na água que espalham a luz em vez de permitir que ela seja transmitida através da água. As características físicas das partículas suspensas podem ter um efeito sobre a turbidez geral. Partículas de tamanho maior podem dispersar a luz e co concentrar-na na direção dianteira, aumentando a turbidez criando interferências com a transmissão de luz através da água. O tamanho das partículas também pode afetar a qualidade da luz; tamanhos de partículas maiores tendem a dispersar comprimentos de onda mais longos de luz mais do que comprimentos de onda mais curtos, enquanto partículas menores têm mais efeito de dispersão em comprimentos de onda mais curtos. O aumento da concentração de partículas também pode diminuir a transmissão de luz quando a luz entra em contato com um número maior de partículas e viaja uma distância menor entre as partículas, causando múltiplas dispersões com cada partícula. Partículas coloridas mais escuras absorvem mais luz, enquanto partículas de cor clara podem aumentar a dispersão de luz, e ambas resultam em medidas de turbidez aumentadas. Partículas mais escuras no geral resultarão em maior turbidez do que partículas coloridas mais claras devido à quantidade aumentada de energia leve absorvida pela cor. A amostra de água desconhecida coletada é comparada a uma amostra em branco de água desionizada (DI) que representa um valor de turbidez de zero. Um reagente de turbidez padrão adquirido (<1% de kaolin, <0,1% de nitrato de magnésio, <0,1% cloreto de magnésio, < 0,1% 2-metil-4-isothiazolina-3-one, < 0,1% 5-cloro-2-metil-4-isothiazolina-3-1) é adicionado à coluna de teste em branco em medições predeterminadas para aumentar a nebulosidade em incrementos conhecidos até que a amostra em branco e desconhecida coincida na turbidez com base na observação de um ponto fixo na parte inferior de duas colunas de teste. A quantidade de reagente necessária para alcançar amostras correspondentes pode então ser convertida com uma tabela em Jackson Turbidity Units (JTUs), nomeada após o método original de segurar um tubo de vidro longo "Jackson" sobre uma vela acesa.

Total Solids é uma medição direta do material sólido suspenso na amostra de água. A massa dos sólidos é determinada usando um forno para evaporar a água da amostra e isolar e pesar os sólidos.

Procedure

1. Medindo a Turbidez

Despeje água de amostra mista em uma coluna de turbidez e encha a linha de 50 mL com a água da amostra.
Encha a segunda Coluna de Turbidez “Em Branco” com água desionizada para a linha de 50 mL.
Coloque os dois tubos lado a lado e observe a diferença na clareza. Se o ponto preto é igualmente claro em ambos os tubos, a turbidez é zero. Se o ponto preto no tubo de amostra estiver menos claro, proceda ao próximo passo.
Agite o Reagente padrão de turbidez.
Adicione 0,5 mL do reagente ao tubo de água destilado. Use a haste de agitação para agitar o conteúdo.
Verifique a quantidade de turbidez olhando para baixo através da solução no ponto preto. Se a turbidez da água da amostra for maior que a da água destilada, continue a adicionar reagente de turbidez padrão em incrementos de 0,5 mL ao tubo de água destilada, registrando a quantidade de reagente utilizado e misturando após cada adição até que a turbidez seja igual à da amostra.
Registo o valor total de Reagente de Turbidez adicionado.

2. Medindo sólidos totais

Com as mãos enluvadas, rotule um béquer com um lápis de graxa. Não use fita adesiva porque esses béquers estão indo para o forno.
Ligue o equilíbrio e atrou.
Coloque o béquer na balança e regisse o peso. Certifique-se de usar um equilíbrio que registra os milésimos de grama. Use luvas para evitar tocar o béquer com as mãos nuas e transferir umidade corporal, alterando assim o peso do béquer.
Usando um cilindro graduado, meça 100 mL da amostra de água. Se a amostra estiver sentada, gire a água da amostra antes de medir os 100 mL.
Despeje essa quantia no béquer.
Coloque o béquer em um forno a 100 °C por 48 h para evaporar o líquido e secar o resíduo resultante.
Depois de 48 h, ressunize o béquer com o resíduo. Lembre-se: não toque no béquer com as mãos nuas.
Subtraia o peso inicial (em gramas) do béquer vazio do peso do béquer com resíduo para obter o aumento de peso ou peso do resíduo.
Converta o peso do resíduo em mg/l usando o cálculo a seguir
Peso do resíduo x 1.000 mg x 1.000 mL = ? mg
100 mL 1 g 1 L L

3. Método LabQuest para medir a turbidez

Ligue um monitor portátil LabQuest e conecte o sensor de turbidez no Canal 1, as unidades devem ser NTU.
Se as unidades não estiverem em NTU, use a caneta para tocar na área vermelha da tela, selecione unidades de alteração e escolha NTU.
Se as unidades estiverem em NTU, abra a tampa do sensor e limpe (usando um lenço de laboratório) e insira a garrafa que já está cheia de impressão preta sobre ele (100 NTU), tampa fechada.
Use a caneta para tocar na área vermelha da tela e selecione Calibrar. Quando a tela de calibração aparecer, selecione o botão Calibrar Agora (canto superior esquerdo da tela).
O cursor deveria ter pulado para a primeira caixa de valor. Observe a tensão no canto superior direito da tela. Quando se instalar, use a caneta e o teclado numérico para digitar em 100. Em seguida, selecione o botão Manter abaixo.
O cursor deveria ter pulado para a segunda caixa de valor. Agora encha a segunda garrafa com água DI (até a linha), cap-it, e limpe-a cuidadosamente usando um lenço de laboratório. Insira a garrafa de água DI no sensor e feche a tampa. Quando a tensão se instalar, digite 0 e pressione o botão Manter.
Em seguida, pressione o botão OK na parte inferior direita da tela. A calibração está completa.
Descarte a água DI da segunda garrafa e despeje apenas um pouco da sua amostra de água para enxaguar a garrafa para enxaguar qualquer água DI restante e, em seguida, descartar a água de lavagem da amostra. Em seguida, reenche a garrafa até a linha com sua amostra de água, recapear, limpar (usando lenços umedecidos de laboratório) e inserir no sensor. Feche a tampa e uma vez que a leitura apareça para resolver, regissume a medição.

4. Método LabQuest para medir sólidos dissolvidos totais usando condutividade

Para sólidos dissolvidos totais (TDS) usando condutividade: Certifique-se de que o interruptor na caixa (conectado ao cabo da sonda) está definido para a configuração inferior (0-2.000).
Ligue a sonda ao canal 1. As unidades devem estar em miligramas por litro (mg/L).
Se as unidades não estiverem em mg/L, use a caneta para tocar na área vermelha da tela, selecione unidades de alteração e escolha mg/L.
Se as unidades estiverem em mg/L, submersa a sonda na amostra de água e quando as leituras aparecerem para estabilizar regissu sua medição.

Turbidez e sólidos totais são medidas relacionadas usadas para quantificar a clareza das águas superficiais.

A turbidez é uma medida indireta de clareza hídrica que determina a quantidade de luz que pode passar pela água. O total de sólidos é uma medição direta, que registra a massa total de partículas sólidas suspensas na água.

Altos níveis de turbidez ou sólidos totais na água podem ser causados por muitos fatores ambientais. Estes incluem erosão do solo, descarga de resíduos, escoamento ou mudanças em comunidades ecológicas, incluindo crescimento de algas ou abundância de organismos benitários que podem interromper sedimentos na coluna d’água.

A maior turbidez e os sólidos suspensos podem diminuir a qualidade da água absorvendo calor, causando aumento da temperatura da água e uma diminuição correspondente nos níveis de oxigênio, já que a água morna contém menos oxigênio. A fotossíntese pode diminuir, pois menos luz solar é capaz de penetrar na água, tornando-a incapaz de suportar alguma vida aquática. Além disso, os sólidos suspensos podem entupir brânquias, sufocar ovos, reduzir as taxas de crescimento e interromper os microhabitats de muitos organismos aquáticos.

Este vídeo ilustrará como quantificar a turbidez em um ambiente de laboratório e como calcular os sólidos totais em amostras de água.

A turbidez é causada por partículas sólidas suspensas na água que espalham a luz em vez de permitir que ela seja transmitida. O grau de turbidez é determinado pela concentração, tamanho e cor das partículas. Partículas maiores se dispersam e concentram a luz em uma direção para a frente em comparação com partículas menores. O tamanho das partículas também pode afetar a qualidade da luz, com partículas maiores espalhando comprimentos de onda mais longos de luz mais do que comprimentos de onda mais curtos. Por outro lado, partículas menores espalham comprimentos de onda curtos mais intensamente, enquanto têm relativamente pouco efeito sobre os comprimentos de onda mais longos.

Se as partículas forem densamente agrupadas em uma amostra, a luz entrará em contato com um número maior de partículas, e viajará uma distância menor entre elas, resultando em múltiplos eventos de dispersão. Soluções menos densas têm um caminho livre médio mais longo. Partículas mais escuras absorvem mais luz, e partículas mais claras aumentam a dispersão, com ambos resultando em aumento geral da turbidez. No geral, partículas mais escuras resultam em maior turbidez do que partículas mais leves devido à quantidade aumentada de energia leve absorvida.

Um método de medir a turbidez é com um disco Secchi. Para água doce, este é um disco de metal de 20 cm de diâmetro com quartos alternados preto e branco. Para o uso marinho é padrão um disco branco simples de aproximadamente 30 cm de diâmetro. Em ambos os casos, o disco é anexado a uma corda marcada em intervalos conhecidos, e jogado na água até que não possa mais ser visto. O comprimento da corda no ponto de desaparecimento é registrado como a profundidade de Secchi, que está relacionada à turbidez da água.

No entanto, há limitações para este método de campo. O protocolo ideal de gravação requer condições ensolaradas e uma área de teste sombreada. Margens de rios íngremes, largas ou soltas podem representar dificuldades ou perigos para os operadores de disco, ou o acesso a um barco pode ser necessário. O uso de tubos de turbidez para coletar água para realizar análises em laboratório permite medições mais seguras e padronizadas.

Uma vez que as amostras de água estão de volta ao laboratório, elas são comparadas a uma amostra de referência. Para isso, o Reagente de Turbidez Padrão é adicionado à água desionizada em incrementos predeterminados para aumentar a nebulosidade até que as amostras sejam combinadas, com base na observação de um ponto fixo na parte inferior das duas colunas. A quantidade de reagente adicionada para corresponder às amostras pode então ser registrada e convertida em Unidades de Turbidez de Jackson ou “JTU” usando uma tabela de referência.

Os sólidos totais podem ser obtidos evaporando a água da amostra para isolar e pesar os sólidos.

Agora que estamos familiarizados com os princípios por trás das medidas de turbidez e sólidos totais, vamos dar uma olhada em como estes são medidos em um ambiente de laboratório.

Uma vez coletada a água da amostra no campo, leve-a para o laboratório para análise. Primeiro, selecione uma coluna de turbidez limpa e preencha a linha de 50 mL com a água da amostra.

Em seguida, encha uma segunda coluna de turbidez “em branco” com água deionizada para a linha de 50 mL.

Coloque os dois tubos lado a lado e observe o ponto preto na base da coluna de turbidez. Se o ponto preto é igualmente claro em ambos os tubos, a turbidez é zero. Se o ponto preto no tubo de amostra for menos visível, será necessário adicionar reagente de turbidez padrão para corresponder à turbidez da amostra de referência com a da amostra de ensaio.

Agite o Reagente de Turbdidade Padrão para suspender as partículas. Adicione 0,5 mL do reagente ao tubo de água destilado e use uma haste de agitação para misturar bem o conteúdo.

Verifique novamente a turbidez colocando o tubo de amostra e o tubo de referência lado a lado, e olhando para baixo através das soluções nos pontos pretos. Se a turbidez da água da amostra ainda for maior que a da água destilada, continue adicionando reagente de turbidez padrão em incrementos de 0,5 mL, até que a turbidez dos dois tubos apareça, registrando a quantidade de reagente utilizada e misturando após cada adição. Finalmente, registo a quantidade total de Reagente de Turbidez Padrão adicionado. Use este valor para converter para Unidades de Turbidez de Jackson.

Além de medir a turbidez, os sólidos totais contidos na amostra também podem ser determinados. Com as mãos enluvadas, rotule abeaker com um lápis de graxa. Um lápis de graxa é ideal, pois esses béquers serão posteriormente colocados em um forno. Em seguida, ligue o equilíbrio e atrou-o. Usando as mãos enluvadas para evitar a transferência de umidade corporal e alterando o peso do béquer, coloque um dos béquers vazios na balança e grave o peso.

Certifique-se de que a água da amostra está bem misturada girando-a suavemente, em seguida, pegue um cilindro graduado e meça 100 mL da amostra de água. Despeje isso no béquer. Coloque o béquer de amostra em um forno definido a 100 °C por 48 h, a fim de evaporar o líquido e secar o resíduo resultante. Retire o béquer do forno com as mãos enluvadas, deixe esfriar até a temperatura ambiente e resfrie o béquer contendo o resíduo. Para determinar o peso do resíduo, subtraia o peso inicial do béquer vazio do peso do béquer com resíduo. Em seguida, converta o peso do resíduo em mg/L usando este cálculo.

Amostras de turbidez com JTU inferior a 10 são classificadas como “Excelentes”; uma faixa de 11 a 20 JTU é classificada como “Boa”, 21 a 90 amostras de JTU são “Justas”, e em amostras de mais de 90 JTU a turbidez é classificada como “Pobre”.

Os sólidos totais podem ser categorizados utilizando as categorias de Análise Quantitativa de Monitoramento da Qualidade da Água para medições totais de sólidos. Aqui, uma medição total de sólidos inferiores a 100 mg/L é classificada como “Excelente”, 101 a 250 como “Bom”, 251 a 400 são “Justas”, e amostras com mais de 400 mg/L são classificadas como “Pobres”.

Medidas de turbidez e sólidos totais podem ser úteis em uma variedade de situações, e outros métodos potenciais para coletar e medir esses dados.

Outro método para medir a turbidez utiliza um sensor otimizado para mensurá-lo diretamente. Primeiro, o sensor é calibrado usando uma amostra de turbidez conhecida e água deionizada em branco. Em seguida, uma amostra de água é colocada no sensor de turbidez, e o monitor portátil exibirá uma leitura da turbidez. Este método traz benefícios sobre as medições laboratoriais, pois é mais rápido, simples e pode ser realizado no campo, mas requer a compra de equipamentos mais caros.

Sólidos dissolvidos totais também podem ser medidos no campo usando um dispositivo automatizado, que usa uma sonda de condutividade para obter uma leitura. Aqui, a sonda é calibrada manualmente e definida para gravar partículas em mg/L. A sonda está submersa na amostra de água e a leitura total de sólidos dissolvidos é exibida no monitor portátil. Novamente, este método fornece resultados mais rápidos e fáceis do que o método de laboratório, mas requer a compra de um medidor labquest e sonda de condutividade.

Você acabou de assistir a introdução de JoVE à Turbidez e Total Solids em Águas Superficiais. Agora você deve entender a teoria e os princípios subjacentes a essas duas medidas valiosas da qualidade da água, como medi-las e como usá-las para determinar a qualidade de suas amostras de água. Obrigado por assistir!

Results

A tabela abaixo é utilizada para converter a quantidade de reagentes nas unidades de turbidez (JTU). (Tabela 1)
TURBIDEZ
Excelente < 10 JTUs
Bom 11 – 20 JTUs
Feira 21 – 90 JTUs
Pobres > 90 JTUs

Os sólidos totais podem ser avaliados utilizando as categorias de Análise Quantitativa de Monitoramento da Qualidade da Água para medições totais de sólidos.
SÓLIDOS TOTAIS (mg/L)
Excelente <100
Bom 101 – 250
Feira 251 – 400
Pobre > 400

Número de adições medidas	Quantidade em mL	Turbidez (JTUs)
1	0.5	5
2	1.0	10
3	1.5	15
4	2.0	20
5	2.5	25
6	3.0	30
7	3.5	35
8	4.0	40
9	4.5	45
10	5.0	50
15	7.5	75
20	10.0	100

Mesa 1. Tabela de Resultados de Testes de Turbidez para converter número de gotas (reagente de turbidez) para unidades de turbidez (JTU) e as categorias de Análise Quantitativa de Monitoramento da Qualidade da Água para turbidez.

Applications and Summary

A turbidez e os sólidos totais são medidas importantes da qualidade da água porque são os indicadores mais visíveis de quão “limpa” é uma fonte de água. Altos níveis de turbidez e sólidos totais podem indicar a presença de poluentes da água que têm um efeito adverso na vida humana, animal e vegetal, incluindo bactérias, protozoários, nutrientes(por exemplo, nitratos e fósforo), pesticidas, mercúrio, chumbo e outros metais. O aumento da turbidez e os sólidos totais na água superficial tornam a água inpalatável para o uso humano esteticamente e também pode fornecer superfícies na água para microrganismos causadores de doenças crescerem abrigando patógenos transmitidos pela água, como criptosporidiose, cólera e giardiasis. Grandes quantidades de sólidos suspensos também podem se tornar um problema para outras espécies que vivem na água se as partículas se alojadas em brânquias de animais respiradores de oxigênio na água. Partículas suspensas também podem interromper ciclos de luz e fotossíntese, alterando a concentração de oxigênio na água e perturbando a teia alimentar do sistema aquático. A turbidez e os sólidos totais aumentam em momentos em que o crescimento de algas é alto ou quando os sedimentos são levantados na água durante uma tempestade. Ambos também podem aumentar em resposta à atividade humana, como a poluição da água, incluindo o escoamento industrial, agrícola e residencial. As águas residuais dos sistemas de esgoto, o escoamento urbano e a erosão do solo do desenvolvimento também podem contribuir para altos níveis de turbidez e sólidos totais. De fácil conduta no local da coleta de água, essas duas medidas simples são indicadores amplos para uma ampla gama de ameaças à qualidade da água, que tornam a água superficial menos útil para fins humanos e também menos capaz de se sustentar como um ecossistema aquático.

Os sólidos totais são importantes para o uso como teste de monitoramento para descargas de estações de tratamento de esgoto, plantas industriais ou irrigação extensiva de culturas. Áreas onde os níveis de água doce são baixos tendem a ter taxas mais altas de evaporação e mais vulneráveis a concentrações mais altas de sólidos. As concentrações de turbidez e solidez total também tendem a aumentar durante os eventos pluviométricos, especialmente em áreas mais altamente desenvolvidas com quantidades aumentadas de superfícies impermeáveis e escoamento urbano.

Transcript

Turbidity and total solids are related measurements used to quantify the clarity of surface waters.

Turbidity is an indirect measure of water clarity that determines the amount of light that can pass through the water. Total solids is a direct measurement, which records the total mass of solid particles suspended in water.

High levels of turbidity or total solids in water can be caused by many environmental factors. These include soil erosion, waste discharge, runoff, or changes in ecological communities including algal growth or abundance of benthic organisms that can disrupt sediments into the water column.

Higher turbidity and suspended solids can lower water quality by absorbing heat, causing increased water temperature and a corresponding decrease in oxygen levels, as warm water holds less oxygen. Photosynthesis may decline, as less sunlight is able to penetrate the water, making it unable to support some aquatic life. Additionally, suspended solids can clog gills, smother eggs, reduce growth rates, and disrupt the microhabitats of many aquatic organisms.

This video will illustrate how to quantify turbidity in a laboratory setting, and how to calculate the total solids in water samples.

Turbidity is caused by solid particles suspended in the water that scatter light rather than allowing it to be transmitted. The degree of the turbidity is determined by the concentration, size, and color of the particles. Larger particles scatter and concentrate light into a forward direction compared to smaller particles. Particle size can also affect light quality, with larger particles scattering longer wavelengths of light more than shorter wavelengths. Conversely, smaller particles scatter short wavelengths more intensely, whilst having relatively little effect on the longer wavelengths.

If particles are densely clustered in a sample, light will come into contact with an increased number of particles, and travel a shorter distance between them, resulting in multiple scattering events. Less dense solutions have a longer mean free path. Darker particles absorb more light, and lighter particles increase scattering, with both resulting in overall increased turbidity. Overall, darker particulates result in higher turbidity than lighter particulates due to the increased amount of light energy absorbed.

One method of measuring turbidity is with a Secchi disk. For freshwater, this is a metal disk 20 cm in diameter with alternating black and white quarters. For marine use a plain white disk of approximately 30 cm in diameter is standard. In both cases the disk is attached to a rope marked at known intervals, and dropped into the water until it can no longer be seen. The length of the rope at the point of disappearance is recorded as the Secchi depth, which is related to the turbidity of the water.

However, there are limitations to this field method. Ideal recording protocol requires sunny conditions and a shaded test area. Steep, wide, or loose riverbanks may pose difficulties or danger for disk operators, or access to a boat may be necessary. Using turbidity tubes to collect water to perform analysis back in the laboratory allows safer and more standardized measurements.

Once the water samples are back in the lab, they are compared to a reference sample. To do this, Standard Turbidity Reagent is added to deionized water in predetermined increments to increase cloudiness until the samples are matched, based on observation of a fixed point at the bottom of the two columns. The amount of reagent added to match the samples can then be recorded and converted to Jackson Turbidity Units or “JTU” using a reference table.

Total solids can be obtained by evaporating the water from the sample to isolate and weigh the solids.

Now that we are familiar with the principles behind the measurements of turbidity and total solids, let’s take at look at how these are measured in a laboratory setting.

Once the sample water has been collected in the field, bring it into the laboratory for analysis. First, select a clean turbidity column and fill to the 50-mL line with the sample water.

Next, fill a second “blank” turbidity column with deionized water to the 50-mL line.

Place the two tubes side-by-side and observe the black dot at the base of the turbidity column. If the black dot is equally clear in both tubes, turbidity is zero. If the black dot in the sample tube is less visible, it will be necessary to add Standard Turbidity Reagent to match the turbidity of the reference sample to that of the test sample.

Shake the Standard Turbidity Reagent to re-suspend the particulates. Add 0.5 mL of the reagent to the distilled water tube, and use a stirring rod to mix the contents thoroughly.

Check the turbidity again by placing the sample tube and reference tube side-by-side, and looking down through the solutions at the black dots. If the turbidity of the sample water is still greater than that of the distilled water, continue to add Standard Turbidity Reagent in 0.5 mL increments, until the turbidity of the two tubes appears matched, recording the amount of reagent used and mixing after each addition. Finally, record the total amount of Standard Turbidity Reagent added. Use this value to convert to Jackson Turbidity Units.

In addition to measuring turbidity, the total solids contained in the sample can also be determined. With gloved hands, label abeaker with a grease pencil. A grease pencil is ideal, as these beakers will later be placed into an oven. Next, turn on the balance and tare it. Using gloved hands to avoid transferring body moisture and altering the weight of the beaker, place one of the empty beakers on the balance, and record the weight.

Ensure the sample water is well mixed by swirling it gently, then take a graduated cylinder and measure 100 mL of the water sample. Pour this into the beaker. Place the sample beaker in an oven set to 100 °C for 48 h in order to evaporate the liquid and dry the resulting residue. Remove the beaker from the oven with gloved hands, let it cool to room temperature, and reweigh the beaker containing the residue. To determine the weight of the residue, subtract the initial weight of the empty beaker from the weight of the beaker with residue. Next, convert the weight of the residue into mg/L using this calculation.

Turbidity samples with a JTU of less than 10 are classed as “Excellent”; a range of 11 to 20 JTU is classed as “Good”, 21 to 90 JTU samples are “Fair”, and in samples of greater than 90 JTU turbidity is classed as “Poor”.

Total solids can be categorized using the Water Quality Monitoring Quantitative Analysis categories for total solids measurements. Here, a total solids measurement of less than 100 mg/L is classed as “Excellent”, 101 to 250 as “Good”, 251 to 400 are “Fair”, and samples with greater than 400 mg/L are rated “Poor”.

Measures of turbidity and total solids can be useful in a variety of situations, and other potential methods to collect and measure these data.

Another method to measure turbidity utilizes a sensor optimized to measure it directly. First, the sensor is calibrated using a sample of known turbidity and deionized water blank. Next, a water sample is placed in the turbidity sensor, and the handheld monitor will display a readout of turbidity. This method has benefits over the laboratory measurements in that it is faster, simpler, and can be carried out in the field, but does require the purchase of more expensive equipment.

Total dissolved solids can also be measured in the field using an automated device, which uses a conductivity probe to obtain a reading. Here, the probe is manually calibrated and set to record particulates in mg/L. The probe is submerged into the water sample and the total dissolved solids reading is displayed on the handheld monitor. Again, this method provides quicker and easier results than the laboratory method, but requires the purchase of a LabQuest meter and conductivity probe.

You’ve just watched JoVE’s introduction to Turbidity and Total Solids in Surface Water. You should now understand the theory and principles underlying these two valuable measurements of water quality, how to measure them, and how to use these measurements to determine the quality of your water samples. Thanks for watching!

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