Trübung und Trockenmasse in Oberflächengewässern

Environmental Science

Your institution must subscribe to JoVE's Environmental Sciences collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 1 hour trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Overview

Quelle: Labors von Margaret Workman und Kimberly Frye - Depaul University

Trübung und insgesamt Feststoffe sind zugehörige Messungen an Klarheit der Oberflächengewässer. Trübung ist eine indirekte Messung der Klarheit des Wassers, die die Menge des Lichtes bestimmt, die das Wasser durchlaufen kann. Trockenmasse ist ein direktes Maß für feste Schwebeteilchen im Wasser durch Gewicht bestimmt.

Hohe Konzentrationen von Trübung und insgesamt Feststoffe entstehen durch Bodenerosion, Abfallentsorgung, Abfluss, oder Änderungen der ökologischen Gemeinschaften einschließlich Algenwachstum oder Fülle von benthischen Organismen, die Sedimente bis ins Wasser stören können. Höhere Trübung und Schwebstoffe können Wasserqualität durch Absorption von Wärme zu einem Anstieg der Wassertemperatur und eine Abnahme der Sauerstoff-Niveaus (warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff) zu senken. Diese Bedingungen können auch eine Abnahme der Photosynthese verursachen weniger Sonnenlicht dringt das Wasser, so dass das Wasser nicht in der Lage, einige Leben im Wasser zu unterstützen. Suspendierte Feststoffe können auch verstopfen Kiemen, ersticken Eiern reduzieren Wachstumsraten und Mikrohabitaten für viele aquatische Organismen zu stören.

Eine Methode zur Messung der Trübung beinhaltet die Verwendung einer Secchi-Scheibe. Eine Secchi-Scheibe ist eine Metallscheibe mit alternativen schwarzen und weißen Vierteln (Abbildung 1). Es ist an einem Seil befestigt, die ein-Fuß-Markierungen entlang es hat. Die Festplatte ist ins Wasser gefallen, bis es nicht mehr kann (Abbildung 2) zu sehen. Der Nachteil dieser Methode ist, dass es auf dem Gebiet getan werden muss und ideale Protokoll Sonnenschein erfordert und Versuchsbereich schattiert werden. Darüber hinaus gibt es ein großer Abstand zwischen Ufer und das Wasser-Niveau, ist es schwierig, die Secchi-Scheibe zu verwenden. Durch die Verwendung von Trübung Rohre, kann Wasser zu sammeln und dann führen Sie die Trübung Messungen im Labor.

Figure 1
Abbildung 1. Die Secchi Scheibe Sonderanfertigung in Süßwasser verwendet.

Figure 2
Abbildung 2. Verschiedene Arten der Secchi-Scheibe. Ein marine-Stil eine Süßwasser-Version auf der rechten Seite und links

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Environmental Science. Trübung und Trockenmasse in Oberflächengewässern. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

Trübung ist eine relative Messung bestimmt durch die Messung der Wasserprobe wieviel Licht durchdringen kann. Je höher die Trübung, desto weniger Licht wird die Probe durchlaufen und die "bewölkter" das Wasser erscheint. Höhere Trübung entstehen durch feste Schwebeteilchen im Wasser das Licht streuen, anstatt lassen Sie es durch das Wasser übertragen werden. Die physikalischen Eigenschaften des suspendierten Teilchen können auf insgesamt Trübung auswirken. Größer dimensionierte Partikel können streuen das Licht und eine Vorwärtsrichtung, zunehmender Trübung durch die Schaffung von Interferenzen mit Lichtdurchlässigkeit durch das Wasser zu konzentrieren. Partikelgröße kann auch Auswirkungen auf die Qualität des Lichts; größere Korngrößen sind in der Regel zu längere Wellenlängen von Licht mehr als kürzere Wellenlängen zerstreuen kleinere Partikel mehr Streuung auf kürzere Wellenlängen auswirken. Erhöhte Partikelkonzentration kann auch niedrigere Lichtdurchlässigkeit, wenn Licht kommt in Kontakt mit einer erhöhten Anzahl von Partikeln und reist einen kürzeren Abstand zwischen die Partikel verursacht mehrere Streuungen mit einzelnen Teilchen. Dunkleren farbige Teilchen absorbieren mehr Licht, während farbige Lichtteilchen Lichtstreuung erhöhen können, und beide führen zu erhöhten Trübung Messungen. Insgesamt ergibt höhere Trübung als leichter farbige Partikel durch die erhöhte Menge an Lichtenergie absorbiert durch die Farbe dunkler Partikel. Die gesammelten unbekannt Wasserprobe ist im Vergleich zu einer deionisiertes (DI) Wasserprobe leer, die der Trübungswert Null darstellt. A erworben standard Trübung Reagenz (< 1 % Kaolin, < 0,1 % Magnesium Nitrat, < 0,1 % Magnesiumchlorid, < 0,1 % 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, < 0,1 % 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one) wird der Blindversuch Spalte in vorgegebenen Messungen Trübungen im bekannten Schritten erhöhen, bis die leere und unbekannte Probe entsprechen der Trübung basiert auf der Beobachtung von einem festen Punkt auf der Unterseite zwei Spalten hinzugefügt. Die Menge an Reagenz erforderlich, um Textilien zu erreichen kann dann mit einer Tabelle in Jackson Trübung Einheiten (JTUs), benannt nach der Originalmethode von hält eine lange Glas "Jackson" Rohr über eine brennende Kerze umgewandelt werden.

Trockenmasse ist ein direktes Maß für die suspendierten Feststoff in der Wasserprobe. Die Masse der Feststoffe wird durch Verwendung eines Ofens, verdunstet das Wasser aus der Probe und isolieren und wiegen die Feststoffe bestimmt.

Procedure

1. Messung der Trübung

  1. Eine Trübung Spalte und füllen mit dem Probenwasser an den 50 mL Gießen Sie Mischprobe Wasser.
  2. Füllen Sie die zweite Spalte für "Leere" Trübung mit entionisiertem Wasser, um die 50-mL-Linie.
  3. Platzieren Sie die beiden Rohre nebeneinander und beachten Sie den Unterschied in Klarheit. Wenn der schwarze Punkt in beiden Röhren ebenso klar ist, ist die Trübung gleich Null. Wenn der schwarze Punkt in das Probenröhrchen weniger klar ist, fahren Sie mit nächsten Schritt.
  4. Schütteln Sie das Standard Trübung Reagenz.
  5. Destilliertes Wasser-Rohr 0,5 mL Reagenz hinzugefügt. Verwenden Sie den Rührstab, um Inhalt zu rühren.
  6. Suchen Sie nach Höhe der Trübung durch einen Blick nach unten durch die Lösung auf den schwarzen Punkt. Wenn die Trübung des Wassers Probe größer ist als die des destillierten Wassers ist, weiterhin Standard Trübung Reagenz in Schritten von 0,5 mL destilliertem Wasser-Rohr, Aufzeichnung der Menge Reagens verwendet und nach jeder Zugabe mischen, bis die Trübung der Probe entspricht.
  7. Notieren Sie den Gesamtbetrag der Trübung Reagenz hinzugefügt.

2. Messung der Trockenmasse

  1. Beschriften Sie mit behandschuhten Händen einen Becher mit einem Fettstift. Verwenden Sie Kennzeichnung Band nicht, weil diese Becher in den Ofen gehen.
  2. Schalten Sie Gleichgewicht und tarieren Sie es zu.
  3. Stellen Sie den Becher auf das Gleichgewicht und nehmen Sie das Gewicht. Achten Sie darauf, ein Gleichgewicht, das auf die Tausendstel Gramm aufzeichnet. Benutzen Sie Handschuhe um zu vermeiden, berühren den Becher mit bloßen Händen und Körperfeuchtigkeit übertragen, verändert dadurch das Gewicht des Bechers.
  4. Messen Sie mit einem Messzylinder, 100 mL der Wasserprobe. Wenn die Probe gesessen hat, wirbeln Sie dem Probenwasser vor der Messung die 100 ml.
  5. Gießen Sie dieser Betrag in das Becherglas.
  6. Stellen Sie den Becher in einem Ofen bei 100 ° C für 48 h zum Verdampfen der Flüssigkeit und den daraus resultierende Rückstand trocken.
  7. Nach 48 h Vakuumtrockenschrank das Becherglas mit dem Rückstand. Denken Sie daran: Berühren Sie nicht das Becherglas mit bloßen Händen.
  8. Subtrahieren Sie das Ausgangsgewicht (in Gramm) des leeren Bechers aus dem Gewicht des Bechers mit Rückständen, die Zunahme von Gewicht oder Masse des Rückstandes zu erhalten.
  9. Umwandeln Sie das Gewicht des Rückstands in mg/l mit der folgenden Berechnung
    Gewicht des Rückstandes x 1.000 mg x 1.000 mL = ? mg
    100 mL 1 g 1 L L

3. LabQuest Methode zur Messung der Trübung

  1. Biegen Sie auf einem LabQuest handheld Monitor und Plug-in den Trübungssensor in Kanal 1, Einheiten sollte NTU.
  2. Wenn Einheiten nicht in NTU sind, verwenden Sie den Stift, tippen Sie auf den roten Bereich des Bildschirms, wählen Änderungseinheiten und NTU.
  3. Wenn Einheiten in NTU, öffnen Sie den Deckel des Sensors und Ausschleus-(mit einem Labor wischen) und legen Sie die Flasche, die bereits mit schwarzen Aufdruck drauf (100 NTU) gefüllt ist, schließen Sie Deckel.
  4. Verwenden Sie den Stift zu berühren roten Bereich des Bildschirms und wählen kalibrieren. Wenn die Kalibrierung angezeigt wird, wählen Sie die Schaltfläche "jetzt kalibrieren" (oben links im Bildschirm).
  5. Der Cursor sollte zum ersten Wertefeld gesprungen sind. Beobachten Sie die Spannung in der oberen rechten Ecke des Bildschirms. Wenn es absetzt, verwenden Sie den Stift und die Zifferntasten 100 eingeben. Wählen Sie dann die Schaltfläche "beibehalten".
  6. Der Cursor sollte auf das zweite Feld gesprungen sind. Jetzt füllen Sie die zweite Flasche mit DI Wasser (bis zu der Linie), GAP-It, und wischen Sie ihn vorsichtig mit einer Labor-wischen. Der Sensor stecken Sie der DI-Wasser-Flasche, und schließen Sie den Deckel. Wenn die Spannung gelegt hat, geben Sie 0 und drücken Sie die Schaltfläche "beibehalten".
  7. Dann drücken Sie die OK-Taste unten rechts auf dem Bildschirm. Kalibrierung ist abgeschlossen.
  8. Entsorgen Sie das DI-Wasser aus der zweiten Flasche und gießen Sie nur einen Spritzer Ihrer Wasserprobe, die Flasche, um restliches DI Wasser spülen und dann verwerfen Probe Spülwasser zu spülen. Dann wieder füllen der Flasche Tot die Linie mit Ihrer Wasserprobe, re-cap, Ausschleus-(mit Labor Tücher), und legen Sie in den Sensor. Schließen Sie den Deckel und sobald die Lesung scheint zu begleichen, Aufzeichnen der Mess.

4. LabQuest Methode zur Messung von insgesamt gelöste Feststoffe mit Leitfähigkeit

  1. Für insgesamt gelöste Feststoffe (TDS) mit Leitfähigkeit: Achten Sie darauf, dass der Schalter auf der Box (verbunden mit Ihrer Sonde Schnur) auf die untere Einstellung (0-2.000).
  2. Stecken Sie die Sonde in Kanal 1. Einheiten sollte in Milligramm pro Liter (mg/L).
  3. Wenn Einheiten nicht in mg/L sind, verwenden Sie den Stift, tippen Sie auf den roten Bereich des Bildschirms, wählen Änderungseinheiten und mg/L.
  4. Wenn Einheiten in mg/L, die Sonde in Ihre Wasserprobe eintauchen und wenn die Messwerte zu stabilisieren scheinen aufzeichnen Ihrer Messung.

Trübung und Trockenmasse sind zugehörige Messungen verwendet, um die Klarheit der Oberflächengewässer zu quantifizieren.

Trübung ist eine indirekte Messung der Klarheit des Wassers, die die Menge des Lichtes bestimmt, die das Wasser durchlaufen kann. Trockenmasse ist eine direkte Messung, die die Gesamtmasse des festen Schwebeteilchen im Wasser zeichnet.

Hohes Maß an Trübung oder Trockenmasse im Wasser können durch viele Umweltfaktoren verursacht werden. Dazu gehören Bodenerosion, Abfallentsorgung, Abfluss oder Änderungen im ökologischen Gemeinschaften einschließlich Algenwachstum oder Fülle von benthischen Organismen, die Sedimente in der Wassersäule stören können.

Höheren Trübung und Schwebstoffe können Wasserqualität senken Sie durch Absorption von Wärme, wodurch erhöhte Wassertemperatur und eine entsprechende Abnahme der Sauerstoff-Niveaus, wie warmes Wasser weniger Sauerstoff enthält. Photosynthese kann sich weigern, da weniger Sonnenlicht dringt das Wasser, so dass es nicht in der Lage, einige Wasserlebewesen zu unterstützen ist. Darüber hinaus können Schwebstoffe verstopfen Kiemen, ersticken Eiern reduzieren Wachstumsraten und stören die Mikrohabitaten für viele aquatische Organismen.

Dieses Video zeigen wie Trübung in einer Laborumgebung zu quantifizieren, und wie die Trockenmasse in Wasserproben zu berechnen.

Trübung verursacht durch feste Schwebeteilchen im Wasser streuen Licht anstatt es übertragen werden. Der Grad der Trübung wird durch die Konzentration, die Größe und die Farbe der Partikel bestimmt. Größere Partikel streuen und Licht in eine Richtung im Vergleich zu kleineren Partikeln zu konzentrieren. Partikelgröße kann auch mit größeren Partikeln, die längere Wellenlängen von Licht mehr als kürzere Wellenlängen Streuung Lichtqualität, beeinflussen. Im Gegensatz dazu streuen kleinere Partikel kurze Wellenlängen intensiver, während relativ wenig Einfluss auf die längeren Wellenlängen.

Wenn Partikel dicht in einer Probe gruppiert sind, Licht kommen in Kontakt mit einer erhöhten Anzahl von Teilchen, und Reisen eine kürzere Distanz zwischen ihnen, wodurch mehrere Streuung Ereignisse. Weniger dichten Lösungen haben eine längere mittlere freie Weglänge. Dunkler Partikel absorbieren mehr Licht und leichtere Teilchen zu erhöhen-Streuung, mit beiden wiederum insgesamt erhöhte Trübung. Insgesamt, dunklere Partikel führen zu höheren Trübung als hellere Partikel durch die erhöhte Menge an Lichtenergie absorbiert.

Eine Methode zur Messung der Trübung ist mit einer Secchi-Scheibe. Für Süßwasser, dies ist eine Metallscheibe 20 cm im Durchmesser mit abwechselnd schwarzen und weißen Viertel. Für den maritimen Einsatz ist eine schlichte weiße Scheibe von etwa 30 cm Durchmesser standard. In beiden Fällen ist die Scheibe befestigt, an einem Seil in bekannten Abständen markiert, und fiel ins Wasser, bis es nicht mehr gesehen werden kann. Die Länge des Seils zum Zeitpunkt verschwinden wird als die Secchi Tiefe aufgezeichnet, bezogen auf die Trübung des Wassers.

Allerdings gibt es Einschränkungen für diese Feld-Methode. Ideale Aufnahme Protokoll verlangt, sonnigem Wetter und einem schattigen Testbereich. Steil, Breite oder lose Flussufern birgt Schwierigkeiten oder Gefahren für die Datenträger-Betreiber, oder Zugang zu einem Boot kann erforderlich sein. Verwendung von Trübung Röhren, um Wasser, um wieder im Labor analysieren zu sammeln kann sicherer und mehr standardisierte Messungen.

Sobald die Wasserproben wieder im Labor sind, sind sie im Vergleich zu einer Referenzprobe. Um dies zu tun, wird Standard Trübung Reagenz deionisiertes Wasser in vorgegebenen Schritten Trübung zu erhöhen, bis die Proben aufeinander abgestimmt sind, basierend auf der Beobachtung von einem festen Punkt an der Unterseite der beiden Spalten hinzugefügt. Die Höhe des Reagenz hinzugefügt, um die Proben übereinstimmen kann dann aufgezeichnet und Jackson Trübung Einheiten oder "JTU" mit einer Referenztabelle umgewandelt.

Trockenmasse erhalten Sie durch Verdampfen des Wassers aus der Probe zu isolieren und wiegen die Feststoffe.

Nun, da wir mit den Prinzipien, die hinter der Messung der Trübung und Trockenmasse vertraut sind, nehmen wir zu betrachten, wie diese im Labor gemessen werden.

Sobald das Probenwasser im Bereich gesammelt wurden, bringen Sie es in das Labor zur Analyse. Wählen Sie zunächst eine saubere Trübung Spalte und füllen mit dem Probenwasser an den 50 mL.

Als Nächstes füllen Sie eine zweite Spalte "blank" Trübung mit entionisiertem Wasser, um die 50-mL-Linie.

Platzieren Sie die zwei Rohre nebeneinander zu und beobachten Sie die schwarzen Punkt an der Unterseite der Spalte Trübung. Der schwarze Punkt ist in beiden Röhren ebenso klar, Trübung Null. Wenn der schwarze Punkt in das Probenröhrchen weniger sichtbar ist, werden muss hinzufügen Standard Trübung Reagenz die Trübung der Referenzprobe, dass die zu untersuchende Probe angepasst.

Schütteln Sie das Standard Trübung Reagenz die Partikel wieder auszusetzen. Das destillierte Wasser-Rohr 0,5 mL Reagenz hinzu, und verwenden Sie einem Rührstäbchen, um den Inhalt gründlich mischen.

Überprüfen Sie die Trübung wieder indem man die Probe und Referenz Rohr Side-by-Side, und auf der Suche nach unten durch die Lösungen an den schwarzen Punkten. Wenn die Trübung des Wassers Probe noch größer als die des destillierten Wassers ist, weiterhin Standard Trübung Reagenz in Schritten von 0,5 mL hinzufügen, bis die Trübung der zwei Röhren abgestimmt, Aufzeichnung der Datenmenge Reagenz verwendet und mischen nach jeder Zugabe erscheint. Zu guter Letzt zeichnen Sie den Gesamtbetrag der Standard Trübung Reagenz hinzugefügt. Verwenden Sie diesen Wert auf Jackson Trübung Einheiten zu konvertieren.

Neben Trübungsmessung, können auch die in der Probe enthaltenen Trockenmasse ermittelt werden. Beschriften Sie mit behandschuhten Händen Abeaker mit einem Fettstift. Ein Fettstift ist ideal, da diese Becher später in einen Ofen gelegt werden. Als nächstes biegen Sie auf die Waage und tarieren sie. Mit behandschuhten Händen um übertragen von Körperfeuchtigkeit und verändern das Gewicht des Bechers zu vermeiden, legen Sie eine leere Becher auf das Gleichgewicht, und nehmen Sie das Gewicht.

Sicherzustellen Sie, dass dem Probenwasser gut vermischt ist, durch Schütteln es sanft, dann nehmen Sie einen Messzylinder und Messen Sie 100 mL der Wasserprobe zu. Gießen Sie dies in den Becher. Stellen Sie den Probenbecher in einem Ofen auf 100 ° C für 48 h um Verdampfen der Flüssigkeit und den daraus resultierende Rückstand trocken legen. Entfernen Sie den Becher aus dem Ofen mit behandschuhten Händen, auf Zimmertemperatur abkühlen lassen und Vakuumtrockenschrank den Becher mit dem Rückstand. Um das Gewicht des Rückstands zu ermitteln, ziehen Sie das ursprüngliche Gewicht des leeren Bechers aus dem Gewicht des Bechers mit Rückständen. Als nächstes umwandeln Sie das Gewicht des Rückstands in mg/L mit dieser Berechnung.

Trübung Proben mit einem JTU von weniger als 10 gelten als "Sehr gut"; eine Reihe von 11 bis 20, die JTU als "Gut", 21 bis 90, sind JTU Proben eingestuft wird "Fair" und in Proben von mehr als 90 JTU Trübung wird als "Mangelhaft" eingestuft.

Trockenmasse können unter Verwendung der Wasser Qualität Kontrolle Quantitative Analyse-Kategorien für Trockenmasse Messungen kategorisiert werden. Hier eine Messung der Trockenmasse von weniger als 100 mg/L ist als "Sehr gut", 101 bis 250 als "Gut" eingestuft, 251 bis 400 sind "Fair" und Proben mit mehr als 400 mg/L "Mangelhaft" bewertet werden.

Maßnahmen von Trübung und insgesamt Feststoffen können nützlich in einer Vielzahl von Situationen und andere möglichen Methoden zu sammeln und diese Daten zu messen sein.

Eine weitere Methode zur Messung der Trübung nutzt einen Sensor optimiert werden, um es direkt zu messen. Erstens ist der Sensor kalibriert mit einer Stichprobe von bekannten Trübung und deionisiertes Wasser leer. Als nächstes eine Wasserprobe wird in den Trübungssensor gelegt, und der Handheld-Monitor einer Auslesen der Trübung. Diese Methode hat Vorteile gegenüber den Labormessungen ist schneller, einfacher, und kann im Feld durchgeführt werden, sondern erfordert die Anschaffung teurer Geräte.

Insgesamt gelöste Feststoffe können auch gemessen werden, vor Ort mit einer automatisierten Gerät, das eine Leitfähigkeit Sonde verwendet um eine Lesung zu erhalten. Hier ist die Sonde manuell kalibriert und auf Rekord Partikel in mg/L. Die Sonde ist eingetaucht in die Wasserprobe und die gesamte gelöste Feststoffe lesen auf dem Handheld-Monitor angezeigt. Wieder, diese Methode liefert schneller und einfacher Ergebnisse als die Labormethode, aber erfordert den Kauf einer LabQuest Meter und Leitfähigkeit Sonde.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Trübung und Trockenmasse in Oberflächenwasser beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, Theorie und Prinzipien zugrunde liegen diese zwei wertvollen Messungen der Wasserqualität, wie zu messen und wie diese Messungen verwenden, um die Qualität Ihrer Wasser-Proben zu bestimmen. Danke fürs Zuschauen!

Results

Die folgende Tabelle dient zur Höhe der Reagenzien in der Trübung-Maßeinheiten (JTU) umzuwandeln. (Tabelle 1)
TRÜBUNG
Ausgezeichnete < 10 JTUs
Gut 11 – 20 JTUs
Fair 21 – 90 JTUs
Schlechte > 90 JTUs

Trockenmasse können unter Verwendung der Wasser Qualität Kontrolle Quantitative Analyse-Kategorien für Trockenmasse Messungen beurteilt werden.
Trockenmasse (mg/L)
Ausgezeichnete < 100
Gut 101 – 250
Messe 251 – 400
Schlechte > 400

Anzahl der gemessenen Ergänzungen Menge in mL Trübung (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

Tabelle 1. Trübung Test-Ergebnisse-Tabelle Anzahl von Tropfen (Trübung Reagenz) Trübung Einheiten (JTU) und die Wasser Qualität Kontrolle Quantitative Analyse-Kategorien für Trübung zu konvertieren.

Applications and Summary

Trübung und insgesamt Feststoffe werden wichtige Messungen der Wasserqualität, denn sie die sichtbarsten Indikatoren sind für eine Wasserquelle wie "sauber" ist. Hohe Trübung Ebenen und Trockenmasse können das Vorhandensein von Wasser Schadstoffe angeben, die negative Auswirkungen auf Mensch, Tier und Pflanzenwelt einschließlich Bakterien, Protozoen, Nährstoffe (z.B. Nitrat und Phosphor), Pestizide, Quecksilber, Blei und anderen Metallen. Erhöhte Trübung und Trockenmasse im Oberflächenwasser Wasser ästhetisch ungenießbar für den menschlichen Gebrauch zu machen und bieten auch Flächen im Wasser für krankheitserregende Mikroorganismen wachsen Wasser übertragene Krankheitserreger wie Kryptosporidiose, Cholera und Giardiasis beherbergen. Hohe Mengen an Schwebstoffen werden auch problemlos auf andere Tierarten leben im Wasser, wenn Partikel in Kiemen Sauerstoff atmenden Tiere im Wasser eingelegt werden. Schwebeteilchen können auch leichte Zyklen und Photosynthese, Veränderung der Konzentration von Sauerstoff im Wasser und stören die aquatischen System Nahrungsnetz stören. Trübung und insgesamt Feststoffe erhöhen manchmal wenn Algenwachstum hoch ist oder wenn Sediment ins Wasser während eines Sturms hochgehoben wird. Beide können auch als Reaktion auf menschliche Aktivitäten wie Wasserverschmutzung einschließlich Industrie-, Landwirtschafts- und Wohn Abfluss erhöhen. Abwasser aus der Kanalisation, urban Abfluss und Bodenerosion von Entwicklung kann auch zu hohe Trübung und insgesamt Feststoffe beitragen. Einfach an der Stelle der Wassergewinnung durchzuführen, sind diese zwei einfachen Messungen allgemeine Indikatoren für eine Vielzahl von Gefahren für die Wasserqualität, aller das Oberflächenwasser weniger nützlich für menschliche Zwecke und auch weniger in der Lage, selbst als eine aquatische unterstützen Ökosystem rendern.

Trockenmasse sind wichtig als Verwendung als Überwachung Test für Einleitungen aus Kläranlagen, Industrieanlagen oder umfangreiche Bewässerung. Bereiche wo Süßwasser niedrig sind tendenziell höhere Rate von Verdampfung und anfälliger für höhere Konzentrationen von Feststoffen. Trübung und insgesamt Feststoffe, die Konzentrationen tendenziell auch bei Niederschlagsereignissen, besonders in mehr hoch steigen entwickelten Gebieten mit erhöhten Mengen an undurchlässigen Oberflächen und städtischen Abfluss.

1. Messung der Trübung

  1. Eine Trübung Spalte und füllen mit dem Probenwasser an den 50 mL Gießen Sie Mischprobe Wasser.
  2. Füllen Sie die zweite Spalte für "Leere" Trübung mit entionisiertem Wasser, um die 50-mL-Linie.
  3. Platzieren Sie die beiden Rohre nebeneinander und beachten Sie den Unterschied in Klarheit. Wenn der schwarze Punkt in beiden Röhren ebenso klar ist, ist die Trübung gleich Null. Wenn der schwarze Punkt in das Probenröhrchen weniger klar ist, fahren Sie mit nächsten Schritt.
  4. Schütteln Sie das Standard Trübung Reagenz.
  5. Destilliertes Wasser-Rohr 0,5 mL Reagenz hinzugefügt. Verwenden Sie den Rührstab, um Inhalt zu rühren.
  6. Suchen Sie nach Höhe der Trübung durch einen Blick nach unten durch die Lösung auf den schwarzen Punkt. Wenn die Trübung des Wassers Probe größer ist als die des destillierten Wassers ist, weiterhin Standard Trübung Reagenz in Schritten von 0,5 mL destilliertem Wasser-Rohr, Aufzeichnung der Menge Reagens verwendet und nach jeder Zugabe mischen, bis die Trübung der Probe entspricht.
  7. Notieren Sie den Gesamtbetrag der Trübung Reagenz hinzugefügt.

2. Messung der Trockenmasse

  1. Beschriften Sie mit behandschuhten Händen einen Becher mit einem Fettstift. Verwenden Sie Kennzeichnung Band nicht, weil diese Becher in den Ofen gehen.
  2. Schalten Sie Gleichgewicht und tarieren Sie es zu.
  3. Stellen Sie den Becher auf das Gleichgewicht und nehmen Sie das Gewicht. Achten Sie darauf, ein Gleichgewicht, das auf die Tausendstel Gramm aufzeichnet. Benutzen Sie Handschuhe um zu vermeiden, berühren den Becher mit bloßen Händen und Körperfeuchtigkeit übertragen, verändert dadurch das Gewicht des Bechers.
  4. Messen Sie mit einem Messzylinder, 100 mL der Wasserprobe. Wenn die Probe gesessen hat, wirbeln Sie dem Probenwasser vor der Messung die 100 ml.
  5. Gießen Sie dieser Betrag in das Becherglas.
  6. Stellen Sie den Becher in einem Ofen bei 100 ° C für 48 h zum Verdampfen der Flüssigkeit und den daraus resultierende Rückstand trocken.
  7. Nach 48 h Vakuumtrockenschrank das Becherglas mit dem Rückstand. Denken Sie daran: Berühren Sie nicht das Becherglas mit bloßen Händen.
  8. Subtrahieren Sie das Ausgangsgewicht (in Gramm) des leeren Bechers aus dem Gewicht des Bechers mit Rückständen, die Zunahme von Gewicht oder Masse des Rückstandes zu erhalten.
  9. Umwandeln Sie das Gewicht des Rückstands in mg/l mit der folgenden Berechnung
    Gewicht des Rückstandes x 1.000 mg x 1.000 mL = ? mg
    100 mL 1 g 1 L L

3. LabQuest Methode zur Messung der Trübung

  1. Biegen Sie auf einem LabQuest handheld Monitor und Plug-in den Trübungssensor in Kanal 1, Einheiten sollte NTU.
  2. Wenn Einheiten nicht in NTU sind, verwenden Sie den Stift, tippen Sie auf den roten Bereich des Bildschirms, wählen Änderungseinheiten und NTU.
  3. Wenn Einheiten in NTU, öffnen Sie den Deckel des Sensors und Ausschleus-(mit einem Labor wischen) und legen Sie die Flasche, die bereits mit schwarzen Aufdruck drauf (100 NTU) gefüllt ist, schließen Sie Deckel.
  4. Verwenden Sie den Stift zu berühren roten Bereich des Bildschirms und wählen kalibrieren. Wenn die Kalibrierung angezeigt wird, wählen Sie die Schaltfläche "jetzt kalibrieren" (oben links im Bildschirm).
  5. Der Cursor sollte zum ersten Wertefeld gesprungen sind. Beobachten Sie die Spannung in der oberen rechten Ecke des Bildschirms. Wenn es absetzt, verwenden Sie den Stift und die Zifferntasten 100 eingeben. Wählen Sie dann die Schaltfläche "beibehalten".
  6. Der Cursor sollte auf das zweite Feld gesprungen sind. Jetzt füllen Sie die zweite Flasche mit DI Wasser (bis zu der Linie), GAP-It, und wischen Sie ihn vorsichtig mit einer Labor-wischen. Der Sensor stecken Sie der DI-Wasser-Flasche, und schließen Sie den Deckel. Wenn die Spannung gelegt hat, geben Sie 0 und drücken Sie die Schaltfläche "beibehalten".
  7. Dann drücken Sie die OK-Taste unten rechts auf dem Bildschirm. Kalibrierung ist abgeschlossen.
  8. Entsorgen Sie das DI-Wasser aus der zweiten Flasche und gießen Sie nur einen Spritzer Ihrer Wasserprobe, die Flasche, um restliches DI Wasser spülen und dann verwerfen Probe Spülwasser zu spülen. Dann wieder füllen der Flasche Tot die Linie mit Ihrer Wasserprobe, re-cap, Ausschleus-(mit Labor Tücher), und legen Sie in den Sensor. Schließen Sie den Deckel und sobald die Lesung scheint zu begleichen, Aufzeichnen der Mess.

4. LabQuest Methode zur Messung von insgesamt gelöste Feststoffe mit Leitfähigkeit

  1. Für insgesamt gelöste Feststoffe (TDS) mit Leitfähigkeit: Achten Sie darauf, dass der Schalter auf der Box (verbunden mit Ihrer Sonde Schnur) auf die untere Einstellung (0-2.000).
  2. Stecken Sie die Sonde in Kanal 1. Einheiten sollte in Milligramm pro Liter (mg/L).
  3. Wenn Einheiten nicht in mg/L sind, verwenden Sie den Stift, tippen Sie auf den roten Bereich des Bildschirms, wählen Änderungseinheiten und mg/L.
  4. Wenn Einheiten in mg/L, die Sonde in Ihre Wasserprobe eintauchen und wenn die Messwerte zu stabilisieren scheinen aufzeichnen Ihrer Messung.

Trübung und Trockenmasse sind zugehörige Messungen verwendet, um die Klarheit der Oberflächengewässer zu quantifizieren.

Trübung ist eine indirekte Messung der Klarheit des Wassers, die die Menge des Lichtes bestimmt, die das Wasser durchlaufen kann. Trockenmasse ist eine direkte Messung, die die Gesamtmasse des festen Schwebeteilchen im Wasser zeichnet.

Hohes Maß an Trübung oder Trockenmasse im Wasser können durch viele Umweltfaktoren verursacht werden. Dazu gehören Bodenerosion, Abfallentsorgung, Abfluss oder Änderungen im ökologischen Gemeinschaften einschließlich Algenwachstum oder Fülle von benthischen Organismen, die Sedimente in der Wassersäule stören können.

Höheren Trübung und Schwebstoffe können Wasserqualität senken Sie durch Absorption von Wärme, wodurch erhöhte Wassertemperatur und eine entsprechende Abnahme der Sauerstoff-Niveaus, wie warmes Wasser weniger Sauerstoff enthält. Photosynthese kann sich weigern, da weniger Sonnenlicht dringt das Wasser, so dass es nicht in der Lage, einige Wasserlebewesen zu unterstützen ist. Darüber hinaus können Schwebstoffe verstopfen Kiemen, ersticken Eiern reduzieren Wachstumsraten und stören die Mikrohabitaten für viele aquatische Organismen.

Dieses Video zeigen wie Trübung in einer Laborumgebung zu quantifizieren, und wie die Trockenmasse in Wasserproben zu berechnen.

Trübung verursacht durch feste Schwebeteilchen im Wasser streuen Licht anstatt es übertragen werden. Der Grad der Trübung wird durch die Konzentration, die Größe und die Farbe der Partikel bestimmt. Größere Partikel streuen und Licht in eine Richtung im Vergleich zu kleineren Partikeln zu konzentrieren. Partikelgröße kann auch mit größeren Partikeln, die längere Wellenlängen von Licht mehr als kürzere Wellenlängen Streuung Lichtqualität, beeinflussen. Im Gegensatz dazu streuen kleinere Partikel kurze Wellenlängen intensiver, während relativ wenig Einfluss auf die längeren Wellenlängen.

Wenn Partikel dicht in einer Probe gruppiert sind, Licht kommen in Kontakt mit einer erhöhten Anzahl von Teilchen, und Reisen eine kürzere Distanz zwischen ihnen, wodurch mehrere Streuung Ereignisse. Weniger dichten Lösungen haben eine längere mittlere freie Weglänge. Dunkler Partikel absorbieren mehr Licht und leichtere Teilchen zu erhöhen-Streuung, mit beiden wiederum insgesamt erhöhte Trübung. Insgesamt, dunklere Partikel führen zu höheren Trübung als hellere Partikel durch die erhöhte Menge an Lichtenergie absorbiert.

Eine Methode zur Messung der Trübung ist mit einer Secchi-Scheibe. Für Süßwasser, dies ist eine Metallscheibe 20 cm im Durchmesser mit abwechselnd schwarzen und weißen Viertel. Für den maritimen Einsatz ist eine schlichte weiße Scheibe von etwa 30 cm Durchmesser standard. In beiden Fällen ist die Scheibe befestigt, an einem Seil in bekannten Abständen markiert, und fiel ins Wasser, bis es nicht mehr gesehen werden kann. Die Länge des Seils zum Zeitpunkt verschwinden wird als die Secchi Tiefe aufgezeichnet, bezogen auf die Trübung des Wassers.

Allerdings gibt es Einschränkungen für diese Feld-Methode. Ideale Aufnahme Protokoll verlangt, sonnigem Wetter und einem schattigen Testbereich. Steil, Breite oder lose Flussufern birgt Schwierigkeiten oder Gefahren für die Datenträger-Betreiber, oder Zugang zu einem Boot kann erforderlich sein. Verwendung von Trübung Röhren, um Wasser, um wieder im Labor analysieren zu sammeln kann sicherer und mehr standardisierte Messungen.

Sobald die Wasserproben wieder im Labor sind, sind sie im Vergleich zu einer Referenzprobe. Um dies zu tun, wird Standard Trübung Reagenz deionisiertes Wasser in vorgegebenen Schritten Trübung zu erhöhen, bis die Proben aufeinander abgestimmt sind, basierend auf der Beobachtung von einem festen Punkt an der Unterseite der beiden Spalten hinzugefügt. Die Höhe des Reagenz hinzugefügt, um die Proben übereinstimmen kann dann aufgezeichnet und Jackson Trübung Einheiten oder "JTU" mit einer Referenztabelle umgewandelt.

Trockenmasse erhalten Sie durch Verdampfen des Wassers aus der Probe zu isolieren und wiegen die Feststoffe.

Nun, da wir mit den Prinzipien, die hinter der Messung der Trübung und Trockenmasse vertraut sind, nehmen wir zu betrachten, wie diese im Labor gemessen werden.

Sobald das Probenwasser im Bereich gesammelt wurden, bringen Sie es in das Labor zur Analyse. Wählen Sie zunächst eine saubere Trübung Spalte und füllen mit dem Probenwasser an den 50 mL.

Als Nächstes füllen Sie eine zweite Spalte "blank" Trübung mit entionisiertem Wasser, um die 50-mL-Linie.

Platzieren Sie die zwei Rohre nebeneinander zu und beobachten Sie die schwarzen Punkt an der Unterseite der Spalte Trübung. Der schwarze Punkt ist in beiden Röhren ebenso klar, Trübung Null. Wenn der schwarze Punkt in das Probenröhrchen weniger sichtbar ist, werden muss hinzufügen Standard Trübung Reagenz die Trübung der Referenzprobe, dass die zu untersuchende Probe angepasst.

Schütteln Sie das Standard Trübung Reagenz die Partikel wieder auszusetzen. Das destillierte Wasser-Rohr 0,5 mL Reagenz hinzu, und verwenden Sie einem Rührstäbchen, um den Inhalt gründlich mischen.

Überprüfen Sie die Trübung wieder indem man die Probe und Referenz Rohr Side-by-Side, und auf der Suche nach unten durch die Lösungen an den schwarzen Punkten. Wenn die Trübung des Wassers Probe noch größer als die des destillierten Wassers ist, weiterhin Standard Trübung Reagenz in Schritten von 0,5 mL hinzufügen, bis die Trübung der zwei Röhren abgestimmt, Aufzeichnung der Datenmenge Reagenz verwendet und mischen nach jeder Zugabe erscheint. Zu guter Letzt zeichnen Sie den Gesamtbetrag der Standard Trübung Reagenz hinzugefügt. Verwenden Sie diesen Wert auf Jackson Trübung Einheiten zu konvertieren.

Neben Trübungsmessung, können auch die in der Probe enthaltenen Trockenmasse ermittelt werden. Beschriften Sie mit behandschuhten Händen Abeaker mit einem Fettstift. Ein Fettstift ist ideal, da diese Becher später in einen Ofen gelegt werden. Als nächstes biegen Sie auf die Waage und tarieren sie. Mit behandschuhten Händen um übertragen von Körperfeuchtigkeit und verändern das Gewicht des Bechers zu vermeiden, legen Sie eine leere Becher auf das Gleichgewicht, und nehmen Sie das Gewicht.

Sicherzustellen Sie, dass dem Probenwasser gut vermischt ist, durch Schütteln es sanft, dann nehmen Sie einen Messzylinder und Messen Sie 100 mL der Wasserprobe zu. Gießen Sie dies in den Becher. Stellen Sie den Probenbecher in einem Ofen auf 100 ° C für 48 h um Verdampfen der Flüssigkeit und den daraus resultierende Rückstand trocken legen. Entfernen Sie den Becher aus dem Ofen mit behandschuhten Händen, auf Zimmertemperatur abkühlen lassen und Vakuumtrockenschrank den Becher mit dem Rückstand. Um das Gewicht des Rückstands zu ermitteln, ziehen Sie das ursprüngliche Gewicht des leeren Bechers aus dem Gewicht des Bechers mit Rückständen. Als nächstes umwandeln Sie das Gewicht des Rückstands in mg/L mit dieser Berechnung.

Trübung Proben mit einem JTU von weniger als 10 gelten als "Sehr gut"; eine Reihe von 11 bis 20, die JTU als "Gut", 21 bis 90, sind JTU Proben eingestuft wird "Fair" und in Proben von mehr als 90 JTU Trübung wird als "Mangelhaft" eingestuft.

Trockenmasse können unter Verwendung der Wasser Qualität Kontrolle Quantitative Analyse-Kategorien für Trockenmasse Messungen kategorisiert werden. Hier eine Messung der Trockenmasse von weniger als 100 mg/L ist als "Sehr gut", 101 bis 250 als "Gut" eingestuft, 251 bis 400 sind "Fair" und Proben mit mehr als 400 mg/L "Mangelhaft" bewertet werden.

Maßnahmen von Trübung und insgesamt Feststoffen können nützlich in einer Vielzahl von Situationen und andere möglichen Methoden zu sammeln und diese Daten zu messen sein.

Eine weitere Methode zur Messung der Trübung nutzt einen Sensor optimiert werden, um es direkt zu messen. Erstens ist der Sensor kalibriert mit einer Stichprobe von bekannten Trübung und deionisiertes Wasser leer. Als nächstes eine Wasserprobe wird in den Trübungssensor gelegt, und der Handheld-Monitor einer Auslesen der Trübung. Diese Methode hat Vorteile gegenüber den Labormessungen ist schneller, einfacher, und kann im Feld durchgeführt werden, sondern erfordert die Anschaffung teurer Geräte.

Insgesamt gelöste Feststoffe können auch gemessen werden, vor Ort mit einer automatisierten Gerät, das eine Leitfähigkeit Sonde verwendet um eine Lesung zu erhalten. Hier ist die Sonde manuell kalibriert und auf Rekord Partikel in mg/L. Die Sonde ist eingetaucht in die Wasserprobe und die gesamte gelöste Feststoffe lesen auf dem Handheld-Monitor angezeigt. Wieder, diese Methode liefert schneller und einfacher Ergebnisse als die Labormethode, aber erfordert den Kauf einer LabQuest Meter und Leitfähigkeit Sonde.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Trübung und Trockenmasse in Oberflächenwasser beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, Theorie und Prinzipien zugrunde liegen diese zwei wertvollen Messungen der Wasserqualität, wie zu messen und wie diese Messungen verwenden, um die Qualität Ihrer Wasser-Proben zu bestimmen. Danke fürs Zuschauen!

A subscription to JoVE is required to view this article.
You will only be able to see the first 20 seconds.

RECOMMEND JoVE

Applications