कुल घुलने वाले गैस सेंसर: जल गुणवत्ता निगरानी

मैं कुल घुली हुई गैस को क्यों मापना चाहूंगा?

कुल घुलित गैस (टीडीजी) जल के नमूने में सभी गैसों के आंशिक दबावों का योग है। सामान्यतः, वायुमंडल के संपर्क में आने वाले किसी भी पानी के लिए गैस के आंशिक दबाव का योग लगभग एक वायुमंडल (15 psi) होगा। प्रत्येक गैस का आंशिक दबाव वायुमंडलीय दबाव में उस गैस के योगदान के समान होगा, अर्थात लगभग 20% ऑक्सीजन, 79% नाइट्रोजन, तथा 1% ट्रेस गैसें।

हालाँकि, कुछ प्राकृतिक घटनाएं आंशिक दबावों और गैस मिश्रण के सापेक्ष घटकों के योग को बदल सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक शैवाल कॉलोनी ऑक्सीजन के आंशिक दबाव को कुल दबाव के 20% से बढ़ाकर 60% या उससे अधिक कर सकती है, क्योंकि शैवाल प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन बनाते हैं। यही शैवाल श्वसन चरण के दौरान ऑक्सीजन का उपभोग करते हुए कुल घुलित गैस के दबाव को खतरनाक रूप से निम्न स्तर तक कम कर सकते हैं।

कुल घुली हुई गैस को मापने का सबसे आम कारण अशांत जल के कारण उत्पन्न असामान्य गैस दबाव का पता लगाना है, उदाहरण के लिए बांध के स्पिलवे में। झील या नदी में गिरने से पहले काफी दूरी तक गिरने वाला पानी, प्रभावित जल की मात्रा में कुल घुली हुई गैस को दोगुना करने के लिए पर्याप्त गैस को अपने अंदर समाहित कर सकता है। और जब मछलियाँ पानी में असामान्य रूप से उच्च कुल घुलित गैस में तैरती हैं और बाहर निकलती हैं, तो कुल घुलित गैस में अचानक कमी होने से गलफड़ों में रक्त वाहिकाएं फट सकती हैं, और कुल घुलित गैस में अचानक वृद्धि होने से तैरने वाले मूत्राशय फट सकते हैं।

दीर्घकालिक कुल घुलित गैस प्रवृत्तियों में परिवर्तन, जल और उसके संदूषण स्रोतों के अधिक विस्तृत रासायनिक अध्ययन की आवश्यकता का संकेत दे सकता है।

टीडीजी कुल घुलित गैस कैसे मापी जाती है?

कुल घुली हुई गैस को एक दबाव ट्रांसड्यूसर के समीप एक छोटा गैस पॉकेट बनाकर, तथा उस गैस पॉकेट को एक पॉलिमर झिल्ली की सहायता से पानी से अलग करके मापा जाता है। चूँकि झिल्ली गैसों के लिए पारगम्य है, इसलिए गैस पॉकेट के अंदर गैसों के आंशिक दबाव और पानी में गैसों के बीच संतुलन होना चाहिए

यदि कुल घुलित गैस सेंसर हवा में है, तो उसे स्थानीय बैरोमीटर दबाव (समुद्र तल पर लगभग 760 मिमी एचजी) के करीब रीडिंग देनी चाहिए। यदि सेंसर को हवा के साथ संतुलन में पानी में डुबोया जाए, तो रीडिंग में कोई परिवर्तन नहीं होगा। यदि सेंसर को ऐसे पानी में डुबोया जाता है जो हवा के साथ संतुलन में नहीं है, तो सेंसर की रीडिंग ऊपर या नीचे की ओर समायोजित हो जाएगी क्योंकि गैस झिल्ली के पार पानी के साथ आंशिक दबाव संतुलन तक पहुंचने के लिए यात्रा करती है।

कुल घुलित गैस सेंसर ढलान प्रतिक्रिया के लिए फैक्टरी-कैलिब्रेट किए जाते हैं, लेकिन कभी-कभी शून्य सेटिंग के लिए उन्हें पुनः कैलिब्रेट करना पड़ता है। यह कार्य हवा में स्थानीय बैरोमीटर के दबाव के अनुसार सेंसर को कैलिब्रेट करके किया जाता है।

क्षेत्र में टीडीजी कुल घुलित गैस माप के बारे में मुझे क्या पता होना चाहिए?

यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि कुल घुलित गैस सेंसर की पॉलिमर झिल्ली पानी को अवशोषित करती है। जल अवशोषण के कारण गैस अणुओं के लिए झिल्ली से होकर गुजरना कठिन हो जाता है, जिससे प्रतिक्रिया समय धीमा हो जाता है। यह परिवर्तन महत्वपूर्ण हो सकता है, ताजा डूबी हुई झिल्ली के लिए 5 मिनट से लेकर, कुछ घंटों तक पानी में रहने वाली झिल्ली के लिए 30 मिनट या उससे अधिक तक।

कुछ मामलों में, जल वाष्प (जो ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की तरह एक गैस घटक है) गैस पॉकेट के अंदर संघनित हो जाएगा। इससे प्रतिक्रिया समय और भी धीमा हो जाएगा, क्योंकि जब भी झिल्ली के बाहर कुल घुली हुई गैस में परिवर्तन होता है, तो फंसे हुए पानी को भी संतुलन में लाना होगा। इस समस्या के समाधान के रूप में, गीली कुल घुली हुई गैस झिल्लियों को हटाया जा सकता है और झिल्ली के अंदर जमा हुए संघनन को हिलाकर बाहर निकालने के बाद, उन्हें एक या दो दिन के लिए हवा में सुखाया जा सकता है। यदि उपकरण को तुरंत पुनः स्थापित करने की आवश्यकता हो, तो कुल घुलित गैस झिल्ली को भी नए सूखे झिल्ली से बदला जा सकता है। आसानी से प्रतिस्थापित होने वाले झिल्ली टिप्स मामूली कीमत पर उपलब्ध हैं।