Sameusanturi: Vedenlaadun anturi
Solinst Eureka
2113 Wells Branch Pkwy, Suite 4400
Austin, TX, USA
78728
Tel: +1 512-302-4333
Fax: +1 512-251-6842
email: [email protected].
Miksi mitata sameutta?
Sameus on osoitus valon määrästä, joka läpäisee vesipatsaan. Kirkkaiden vesien sameus on alhainen, kun taas vesien, joissa on paljon kiintoainetta, sameus on korkea.
Sameutta mitataan useista syistä. Ensinnäkin sameus on karkea indikaattori vesistön esteettisestä arvosta – joki, jonka sameus on korkea, näyttää mutaiselta ja värittyneeltä. Korkea sameus on merkittävä syy TMDL-luetteloon merkitsemiseen.
Toiseksi alhainen sameus maksimoi fotosynteettiseen tuottavuuteen tarvittavan auringonvalon läpäisyn – kirkkaiden järvien biologinen tuottavuus on korkeampi, koska suspendoituneet hiukkaset estävät mahdollisimman vähän auringonvaloa.
Kolmanneksi suuri sameus heikentää korkeampien eliöiden, kuten kalojen, ravinnonhankinta- ja lisääntymismahdollisuuksia. Toisaalta alhainen sameus tekee pienemmistä kaloista alttiimpia saalistukselle.
Muutokset pitkän aikavälin sameussuuntauksissa voivat merkitä tarvetta veden ja sen saastumislähteiden yksityiskohtaisempaan kemialliseen tutkimiseen.
Miten sameus mitataan?
Luonnonvesissä sameus mitataan useimmiten ISO 7027 -standardin mukaisella optisella anturilla, joka mittaa sen valon määrän, jonka suspendoituneet hiukkaset sirottavat 90 asteen kulmassa infrapunavalonsäteeseen nähden. Hyvin puhtaissa vesissä valoa siroaa vähän, ja sameuslukema on alhainen. Sameissa vesissä suspendoituneet hiukkaset hajottavat paljon valoa, ja sameuslukema on korkea.
Sameuden mittaamiseen liittyy ainakin viisi ongelmaa:
- Sameudelle ei ole analyyttistä määritelmää, joten ei ole mitään keinoa määrittää, onko sameuslukema ”oikea”.
- ISO 7027 -suunnittelumääritelmässä on huomattavaa liikkumavaraa, joten jopa ISO 7027 -standardin mukaiset anturit voivat antaa erilaisia lukemia.
- Anturin ulostulon linearisoimiseksi on useita tapoja, mukaan lukien Hach 2100 -trübemittarin sovittaminen, formatsiinilaimennosten sovittaminen ja polymeerihelmistandardien sovittaminen.
- Kalibrointiliuoksia on useita, mukaan lukien formatsiini, polymeerihelmet ja muutama yksittäisten valmistajien laatima räätälöity liuos.
- Sameuden mittayksikköjä, kuten NTU (nefelometrinen sameusyksikkö), FTU (formaziinisameusyksikkö), NTMU (nefelometrinen sameuden monisädeyksikkö), FAU (formaziini-heikennysyksikkö), FNU (formaziini-nefelometriset yksiköt) jne. on kymmeniä tai useampia, mikä hankaloittaa sameustietokantojen vertailua.
Useimmat moniparametriset laitteet käyttävät ISO 7027 -standardia ja ilmoittavat arvot FNU:na tai NTU:na. On olemassa toinen tekniikka, optinen takaisinsironta, jota käytetään joskus ISO 7027:n sijasta, koska sillä voidaan mitata sameutta, joka vastaa jopa 7000 NTU:ta tai enemmän, kun ISO 7027 -anturi on rajoitettu noin 3000 NTU:hun.
Turbidity käyttää kaksipistekalibrointia; toinen piste on nolla (sameudeton vesi) ja toisen pisteen tulisi olla standardi, joka vastaa likimain sen veden sameutta, jota aiot seurata. Kalibroinnin aikana on huolehdittava siitä, että ulkoiset vaikutukset pidetään mahdollisimman vähäisinä ja että kalibrointistandardi kattaa riittävästi anturin ”optisen tilavuuden” – kuvittele, että anturin päähän on kiinnitetty tennispallo; varmista, että pallon edustamassa tilavuudessa ei ole muuta kuin kalibrointiliuos.
Solinst Eureka suosittelee sekä polymeerihelmikalibrointiliuoksia että formatsiinistandardeja.
Turbidity Sensor for
Water Quality Sondes (vedenlaatusondit)
- Valikoima
0-4000 FNU - Tarkkuus
±,3 FNU tai ±2 % lukemasta w.i.g., 0 – 1000 FNU
±4 % lukemasta, 1000 – 4000 FNU - Resoluutio
0,01 - Yksiköt
FNU (NTU valinnaisesti) - Kalibrointi
kaksi pistettä laboratoriossa hyväksytyllä näytteellä, formatsiinilla,
tai polymeerihelmiliuoksella. - Kunnossapito
puhdistus ja kalibrointi
pyyhinelementin ajoittainen vaihto - Anturin käyttöikä
3 vuotta - Anturin tyyppi
ISO 7027 -standardi, jossa on integroitu pyyhin
Mitä minun pitäisi tietää sameuden mittaamisesta?
Muut vesiolosuhteet (kuten lämpötila) eivät vaikuta voimakkaasti sameusmittauksiin. Kaikki sameusanturin optisille pinnoille kertyvä materiaali (levä, sedimentti jne.) on kuitenkin erottamiskyvytöntä vedessä olevasta materiaalista; siksi useimmissa sameusantureissa on pyyhkimet ikkunan (ikkunoiden) puhdistamiseksi. Sameusanturit eivät vaadi muuta säännöllistä huoltoa kuin puhdistuksen, pyyhkimien ajoittaisen vaihdon ja kalibroinnin. Anturin ikkuna(t) on myös tarkastettava säännöllisesti naarmujen varalta, jotka voivat vaikuttaa lukemiin.
Solinst Eurekan sameusanturin ominaisuudet
Kaikki ISO 7027 -standardin mukaiset sameusanturit toimivat samalla tavalla, mutta kaikki ovat luonnostaan epälineaarisia. Solinst Eurekan sameusanturin ulostulo on linearisoitu formaziinilla, joka on valittu linearisoivaksi väliaineeksi, koska sillä on tärkeä rooli sameuden kvantifioinnissa.
Vaikka kaksi eri valmistajan ISO 7027 -standardin mukaista sameusanturia olisi kalibroitu samalla formatsiinistandardilla, joka on lineaarinen koko anturin mittausalueella, ne voivat silti ilmoittaa erilaisia sameusarvoja mitattaessa vierekkäin samassa kenttävedessä. Erojen suuruus vaihtelee veden koostumuksen mukaan. Kumpikaan anturi ei ole oikea tai väärä – ne ovat vain erilaisia, koska sameuden määritelmässä on liikkumavaraa ja koska käytetään erilaisia linearisointi- ja suodatusmenetelmiä. Eurekalla on ”korjaus”-ratkaisu. Eurekan sameusanturin ulostuloa voidaan muuttaa, jolloin sen tiedot ovat vertailukelpoisia niiden tietojen kanssa, jotka olet jo kerännyt aiemmin käytetyllä anturilla – tai kenties vielä käytössä olevan mallin anturilla. Tämä tehdään Mantan ohjelmiston ”mukautettu parametri” -ominaisuuden avulla. Pieni siirtymä korjataan korjauskertoimella (joka on määritetty rinnakkaisten kenttätestien perusteella). Vaikka huomattavaa siirtymää ei odoteta, tämä tarjoaa kuitenkin tavan raportoida odotetut arvot, jotka perustuvat historiallisiin sameustietoihin.
Solinst Eurekan sameusanturissa käytetään vaatimatonta suodatustoimintoa, jolla poistetaan suhteellisen suurten kohteiden, kuten kuplien ja lehtien roskien, aiheuttamat tietopiikit (sekä positiiviset että negatiiviset), joita ei yleensä pidetä sameushiukkasina ja joiden piikkejä ei pitäisi näkyä sameustiedoissa. Suodatusjakso (viisi sekuntia) on lyhyt, mikä varmistaa, että luonnonvesien todelliset sameussuuntaukset säilyvät tarkasti.
Solinst Eurekan sameusanturin pyyhintäelementti on rakennettu kuin ikkunanpesijän pyyhintä; muiden valmistajien pyyhintäelementit ovat yleensä imukykyisiä tyynyjä tai harjoja, jotka todennäköisemmin keräävät mukanaan hiekkaa, joka naarmuttaa anturin optista ikkunaa. Eurekan sameusanturin pyyhin on helppo vaihtaa nimelliseen hintaan.
Kiintoaineen kokonaismäärä (TSS)
TSS:n mittaamiseen ei ole suoraa tapaa, koska suspendoituneita kiintoainehiukkasia on niin monen kokoisia, muotoisia ja värisiä. Jos kiintoainespitoisuustilanne on kuitenkin suhteellisen vakaa, eli kiintoainespitoisuus ei ole yhtenä päivänä pieniä savihiukkasia ja seuraavana päivänä kookkaita orgaanisia hiukkasia, voit laatia taulukon, jossa TSS- ja sameustiedot yhdistetään.
Mittaa sameus litrasta ”tyypillistä” vettäsi ja määritä sen jälkeen sen TSS-arvo tavanomaisin laboratoriomenetelmin. Laimenna sitten alkuperäinen vesinäytteesi 50-prosenttisesti ionivaihdetulla vedellä ja toista sameus-TSS-analyysit. Laimenna lopuksi laimennettu näyte vielä 50 prosentilla ja toista sameus-TSS-analyysit. Sinulla on nyt kolme sameuslukemaa, joista jokaisella on vastaava TSS-luku. Jos olet onnekas, havaitset lineaarisen suhteen sameuden ja TSS:n välillä. Muussa tapauksessa sinun on ehkä määritettävä monimutkaisempi suhde TSS:n arvioimiseksi sameuslukemien perusteella esimerkiksi Excelin trendiviivatoiminnolla.
Edellä esitetyssä menettelyssä käytetään sarjalaimennusmenetelmää (50 %) kolmen dataparin saamiseksi, mutta voit käyttää mitä tahansa haluamaasi laimennussarjaa ja mitä tahansa määrää laimennoksia.
Menestystapaukset
Sameuden seuranta Perustiedot ennen rakennustoimia
Pono Kai Seawall sijaitsee Kaua’i-saaren itärannikolla. Se on vaurioitunut merkittävästi, koska se on ollut vuosia alttiina korkeille vuorovesille, rankkasateille ja voimakkaalle aallokolle. Merimuuri oli tarkoitus korjata rakentamalla kivijalalla varustettu paaluseinämä ja lisäämällä rannan ravinteita. Korjaushankkeesta saattaa kuitenkin aiheutua suspendoitunutta sedimenttiä, joka saattaa heikentää veden laatua hankealuetta ympäröivällä alueella ja aiheuttaa mahdollisesti haittaa villieläimille ja kasvillisuudelle. Rakennustöiden aikana vedenlaatua oli arvioitava jatkuvasti vedenlaadun heikkenemisen toteamiseksi.
Aiheeseen liittyvät tuotteet
Manta-sarjan vedenlaatuanturit
Solinst Eureka tarjoaa alan laajimman valikoiman vedenlaadun anturiteknologioita. Vakiokokoonpanojen lisäksi jokainen anturi voidaan siis räätälöidä juuri sinun sovellukseesi sopivaksi. Valitse haluamasi anturit, jotta voit täyttää suuremmat anturit kokonaan, tai lisää akkupaketti muuttaaksesi anturin kirjauslaitteeksi.
Manta Trimeter vedenlaadun koetin
The Trimeter sisältää minkä tahansa anturin* anturiparametrien luettelosta, sekä lämpötila- ja syvyysanturit (molemmat ovat valinnaisia). Trimetri-kokoonpanossa voi olla esimerkiksi sameus, lämpötila ja syvyys. Toinen esimerkki voisi olla DO ja lämpötila.
Vedenpinnan korkeuden, lämpötilan ja johtokyvyn tallentaminen
The Levelogger 5 LTC mittaa ja kirjaa vedenpinnan vaihtelut, lämpötilan ja sähkönjohtavuuden. Se on ohjelmoitu tallentamaan jopa 2 sekunnin välein. Laitteessa on 8 vuoden akku, 100 000 lukusarjan muisti ja 6 painealuetta. PFAS-vapaa pinnoite (sisältä ja ulkoa) takaa erinomaisen korroosion- ja kulutuskestävyyden.
TLC-mittari - Mittaa tarkka lämpötila, taso ja johtokyky
A TLC-mittari tarjoaa tarkat ja vakaat lämpötila- ja johtavuusmittaukset, jotka näkyvät kätevällä LCD-näytöllä helppolukuisina. Staattinen vedenkorkeus ja lukemien syvyys luetaan Solinstin litteältä nauhalta, joka on merkitty laserilla tarkasti mm:n tai 1/100 ft:n välein. Nauhan pituus on saatavana 300 m:n (1000 ft) pituisena.
