Overview
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
Principles
La turbidité est une mesure relative, déterminée en mesurant la quantité de lumière peut faire passer l’échantillon d’eau. La turbidité élevée, moins la lumière va passer à travers l’échantillon et le « nuageux » l’eau s’affiche. Des niveaux plus élevés de turbidité sont causés par les particules solides en suspension dans l’eau cette lumière de nuages de points plutôt que de lui permettent d’être transmises par l’eau. Les caractéristiques physiques des particules en suspension peuvent avoir un effet sur la turbidité globale. Plus grosses particules de tailles peuvent répandre la lumière et il se concentrer vers le bas, augmentant la turbidité en créant des interférences avec la transmission de la lumière dans l’eau. La taille des particules peut également affecter la qualité de la lumière ; grandes tailles de particules ont tendance à se disperser de plus longues longueurs d’onde de lumière plus courtes longueurs d’onde, alors que les particules plus petites ont plus d’effet dispersion sur courtes longueurs d’onde. Concentration accrue de particules peuvent également plus faible transmission de la lumière lumière entre en contact avec un augmentation du nombre de particules et parcourt une distance plus courte entre les particules, provoquant la dispersion multiples avec chaque particule. Les particules de couleurs plus foncées absorbent plus de lumière, tandis que les particules de lumière colorées peuvent augmenter la diffusion de la lumière, et tous deux entraînent des mesures de turbidité accrue. Dans l’ensemble des particules plus sombres seront traduira par turbidité plus élevée que les particules colorées plus légers en raison de la plus grande quantité d’énergie lumineuse absorbée par la couleur. L’échantillon d’eau inconnu recueillie est comparé à déminéralisée (DI) eau échantillon blanc qui représente une valeur de turbidité de zéro. A acheté réactif standard de turbidité (< 1 % kaolin, < 0,1 % nitrate de magnésium, < 0,1 % de chlorure de magnésium, < 0,1 % 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, < 0,1 % 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one) est ajouté à la colonne de l’essai à blanc dans les mesures prédéterminées pour augmenter la nébulosité connus par incréments jusqu'à ce que l’échantillon vide et inconnu correspond à turbidité basé sur l’observation d’un point fixe sur le fond du critère en deux colonnes. La quantité de réactif nécessaire pour obtenir des échantillons correspondants peut ensuite être convertie avec une table en unités de turbidité Jackson (JTUs), nommée d’après la méthode originale de tenant un verre long tube « Jackson » sur une bougie allumée.
Solides totaux est une mesure directe de la matière en suspension solide dans l’échantillon d’eau. La masse des solides est déterminée en utilisant un four pour faire évaporer l’eau de l’échantillon et à isoler et à peser les solides.
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Procedure
1. mesure de la turbidité
- Versez l’eau échantillon mélangé dans une colonne de turbidité et remplir à la ligne 50 mL avec de l’eau de l’échantillon.
- Remplissez la deuxième colonne « En blanc » de la turbidité à l’eau désionisée jusqu'à la ligne de 50 mL.
- Placez les deux tubes côte à côte et notez la différence de clarté. Si le point noir est tout aussi clair dans les deux tubes, la turbidité est égal à zéro. Si le point noir dans le tube à essais est moins clair, passez à l’étape suivante.
- Secouez le réactif Standard de turbidité.
- Ajouter 0,5 mL de réactif dans le tube d’eau distillée. Utilisez la tige d’agitation à remuer le contenu.
- Vérifiez le montant de la turbidité en regardant vers le bas par le biais de la solution au point noir. Si la turbidité de l’eau mesurée est supérieure à celle de l’eau distillée, continuer à ajouter le réactif Standard de turbidité par incréments de 0,5 mL sur le tube d’eau distillée, enregistrement de la quantité de réactifs utilisés et mélangeant après chaque addition jusqu'à ce que la turbidité est égale à celle de l’échantillon.
- Consigner la quantité totale de turbidité réactif ajouté.
2. mesure de solides totaux
- Avec des mains gantées, étiqueter un bécher avec un crayon gras. Ne pas utiliser de ruban étiquetage parce que ces gobelets vont au four.
- Tourner sur la balance et tarer il.
- Placer le bécher sur la balance et consignez le poids. Assurez-vous d’utiliser une balance qui enregistre pour les millièmes de gramme. Utiliser des gants pour éviter de toucher le bécher avec les mains nues et transfert de l’humidité du corps, modifiant ainsi le poids du gobelet.
- À l’aide d’une éprouvette graduée, mesure 100 mL de l’échantillon d’eau. Si l’échantillon a été assis, agiter l’échantillon d’eau avant de mesurer les 100 ml.
- Versez cette quantité dans le bécher.
- Placer le bécher dans un four à 100 ° C pendant 48 h évaporer le liquide et sécher le résidu qui en résulte.
- Après 48 h, repeser le bécher avec le résidu. N’oubliez pas : Ne touchez pas le gobelet à mains nues.
- Soustraire le poids initial (en grammes) du récipient vide du poids du bécher contenant le résidu pour obtenir l’augmentation de poids, ou le poids du résidu.
- Convertir le poids du résidu en mg/l selon le calcul suivant
Poids du résidu x mg 1 000 x 1 000 mL = ? mg
100 mL g 1 L 1 L
3. LabQuest méthode pour mesurer la turbidité
- Tourner sur un écran d’ordinateur de poche LabQuest et plug-in du capteur de turbidité dans canal 1, unités devraient être UTN.
- Si les unités ne sont pas en NTU, utilisez le stylet pour toucher la zone rouge de l’écran, sélectionnez les unités de modification et choisir NTU.
- Si les unités sont en NTU, ouvrez le couvercle du capteur et essuyez-off (à l’aide d’une lingette de laboratoire) et insérez la bouteille qui est déjà remplie d’impression en noir dessus (100 NTU), fermer le couvercle.
- Utilisez le stylet pour toucher la zone rouge de l’écran et sélectionnez calibrer. Lorsque l’écran de calibrage s’affiche, sélectionnez le bouton étalonner (coin supérieur gauche de l’écran).
- Le curseur doit avoir sauté à la première zone de valeur. Regardez la tension dans le coin supérieur droit de l’écran. Quand il s’installe, utilisez le stylet et les touches numériques pour entrer dans 100. Puis sélectionnez le bouton continuer ci-dessous.
- Le curseur doit avoir sauté à la deuxième case de la valeur. Remplissez maintenant la deuxième bouteille avec DI de l’eau (jusqu'à la ligne), cap-it et essuyez-la soigneusement à l’aide d’une lingette de laboratoire. Insérez la bouteille d’eau DI dans le capteur et refermer le couvercle. Quand la tension sera retombée, tapez 0 et appuyez sur le bouton conserver.
- Appuyez sur le bouton OK en bas à droite de l’écran. Calibrage est terminé.
- Jeter l’eau de DI de la seconde bouteille et versez-y juste un soupçon de votre échantillon d’eau pour rincer la bouteille pour rincer l’eau DI qui reste et puis jetez l’eau de rinçage échantillon. Puis re-remplir la bouteille vers le haut tot la ligne avec votre échantillon d’eau, re-cap, essuyez-off (à l’aide de lingettes de laboratoire) et l’insérer dans le capteur. Fermer le couvercle et une fois la lecture semble s’installer, enregistrer la mesure.
4. LabQuest Method for Measuring Total dissous solides à l’aide de conductivité
- Pour les solides dissous totaux (TDS) à l’aide de conductivité : s’assurer que le commutateur sur la boîte (attaché à votre câble de la sonde) est à la mise bas (0-2 000).
- Branchez la sonde dans le canal 1. Unités doivent être en milligrammes par litre (mg/L).
- Si les unités ne sont pas en mg/L, utilisez le stylet pour toucher la zone rouge de l’écran, sélectionnez les unités de modification et choisissez mg/L.
- Si les unités sont en mg/L, plonger la sonde dans votre échantillon d’eau et lorsque les lectures semblent se stabiliser, enregistrer votre mesure.
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 !
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Results
Le tableau ci-dessous est utilisé pour convertir les unités de turbidité (utj) de quantité de réactifs. (Tableau 1)
TURBIDITÉ
Excellent < 10 JTUs
JTUs bon 11 – 20
Salon JTUs 21 – 90
Pauvre > 90 JTUs
Solides totaux peuvent être évalués en utilisant les catégories de qualité de surveillance Quantitative analyse de l’eau pour des mesures solides totaux.
SOLIDES totaux (mg/L)
Excellent < 100
Bonne 101 – 250
Foire/salon 251 à 400
Pauvre > 400
| Nombre d’ajouts mesurées | Quantité en mL | Turbidité (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 |
Table 1. Tableau des résultats de Test turbidité pour convertir nombre de gouttes (réactif de turbidité) unités de turbidité (utj) et les catégories de qualité de surveillance Quantitative analyse de l’eau pour la turbidité.
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Applications and Summary
Turbidité et total solides sont des mesures importantes de la qualité de l’eau parce qu’ils sont les indicateurs les plus visibles de comment « nettoyer » une source d’eau est. Lorsque la turbidité élevée et solides totaux peuvent indiquer la présence de polluants de l’eau qui ont un effet négatif sur les humains, animaux et végétaux, y compris les bactéries, protozoaires, éléments nutritifs (p. ex. nitrates et phosphore), pesticides, mercure, plomb et autres métaux. Augmentation de la turbidité et les solides totaux dans l’eau de surface rendent l’eau désagréable pour usage humain esthétiquement et peut également fournir des surfaces dans l’eau pour les pathogènes microorganismes se nourrissait des pathogènes d’origine hydrique comme la cryptosporidiose, le choléra et la giardiase. Des quantités élevées de solides en suspension peuvent aussi devenir un problème à d’autres espèces vivant dans l’eau si les particules sont loger dans les branchies des animaux respirant de l’oxygène dans l’eau. Particules en suspension peuvent également perturber les cycles de lumière et la photosynthèse, modifier la concentration d’oxygène dans l’eau et de perturber le réseau trophique aquatique système. Les solides turbidité et total augmentent parfois lorsque la croissance des algues est élevée ou quelle sédiments est levé dans l’eau pendant une tempête. Les deux peuvent également augmenter en réponse à l’activité humaine tels que la pollution des eaux y compris industriel, agricole et résidentiel ruissellement. Eaux usées provenant des eaux usées, eaux de ruissellement urbaine et l’érosion des sols de développement peuvent aussi contribuer à des niveaux élevés de turbidité et total solides. Facile à effectuer sur le site de collecte des eaux, ces deux mesures simples sont des indicateurs généraux pour un large éventail de menaces à la qualité des eaux, qui rendent l’eau de surface écosystème moins utile pour les humains et aussi moins capable de se soutenir comme un aquatique.
Solides totaux sont importantes pour l’emploi comme un test de surveillance pour les rejets d’usines de traitement des eaux usées, installations industrielles ou l’irrigation de cultures. Les zones où les niveaux d’eau douce sont faibles ont tendance à avoir des taux plus élevés d’évaporation et les concentrations de solides plus vulnérables à la hausse. Solides de turbidité et total des concentrations tendent également à augmenter au cours de la pluviosité, surtout en plus hautement développé les zones avec des quantités accrues de surfaces imperméables et le ruissellement urbain.
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