Uchafu wa maji hupimwaje?

Turbidity ni nini?

Uchafu ni kipimo cha mawingu au ukungu wa kimiminika, ambacho hutumika sana kutathmini ubora wa maji katika miili ya maji asilia—kama vile mito, maziwa, na bahari—pamoja na katika mifumo ya matibabu ya maji. Hutokea kutokana na uwepo wa chembe zilizoning'inia, ikiwa ni pamoja na matope, mwani, plankton, na bidhaa za viwandani, ambazo hutawanya mwanga unaopita kwenye safu ya maji.
Uchafu kwa kawaida hupimwa katika vitengo vya uchafu vya nefelometric (NTU), huku thamani za juu zikionyesha uwazi mkubwa wa maji. Kitengo hiki kinategemea kiasi cha mwanga kilichotawanywa na chembe zilizoning'inizwa ndani ya maji, kama inavyopimwa na nefelometer. Nefelometer huangaza mwanga kupitia sampuli na kugundua mwanga unaotawanywa na chembe zilizoning'inizwa kwa pembe ya digrii 90. Thamani za juu za NTU zinaonyesha uchafu mkubwa, au wingu, ndani ya maji. Thamani za chini za NTU zinaonyesha maji safi zaidi.
Kwa mfano: Maji safi yanaweza kuwa na thamani ya NTU karibu na 0. Maji ya kunywa, ambayo yanahitaji kufikia viwango vya usalama, kwa kawaida huwa na NTU ya chini ya 1. Maji yenye viwango vya juu vya uchafuzi au chembe zilizosimamishwa yanaweza kuwa na thamani ya NTU ambayo iko katika mamia au maelfu.

Kwa nini kupima ubora wa maji?

Kiwango cha juu cha unyevu kinaweza kusababisha athari kadhaa mbaya:
1） Kupungua kwa mwangaza: Hii huharibu usanisinuru katika mimea ya majini, na hivyo kuharibu mfumo ikolojia mpana wa majini unaotegemea uzalishaji wa msingi.
2）Kuziba kwa mifumo ya kuchuja: Vigumu vilivyoning'inizwa vinaweza kuzuia vichujio katika vituo vya kutibu maji, na kuongeza gharama za uendeshaji na kupunguza ufanisi wa matibabu.
3） Kuhusishwa na uchafuzi wa mazingira: Chembe zinazosababisha ukungu mara nyingi hutumika kama wabebaji wa uchafu hatari, kama vile vijidudu vinavyosababisha magonjwa, metali nzito, na kemikali zenye sumu, na hivyo kusababisha hatari kwa mazingira na afya ya binadamu.
Kwa muhtasari, uchafu hutumika kama kiashiria muhimu cha kutathmini uadilifu wa kimwili, kemikali, na kibiolojia wa rasilimali za maji, hasa ndani ya mifumo ya ufuatiliaji wa mazingira na afya ya umma.
Kanuni ya kipimo cha tope ni ipi?

Kanuni ya kipimo cha tope inategemea kutawanyika kwa mwanga unapopita kwenye sampuli ya maji yenye chembe zilizoning'inia. Mwanga unapoingiliana na chembe hizi, hutawanyika katika pande mbalimbali, na nguvu ya mwanga uliotawanyika inalingana moja kwa moja na mkusanyiko wa chembe zilizopo. Mkusanyiko mkubwa wa chembe husababisha kuongezeka kwa kutawanyika kwa mwanga, na kusababisha tope kubwa zaidi.

kanuni ya kipimo cha tope

Mchakato unaweza kugawanywa katika hatua zifuatazo:
Chanzo cha Mwanga: Mwangaza, ambao kwa kawaida hutolewa na leza au LED, huelekezwa kupitia sampuli ya maji.
Chembe Zilizosimamishwa: Mwanga unapoenea kupitia sampuli, vitu vilivyosimamishwa—kama vile mashapo, mwani, plankton, au vichafuzi—husababisha mwanga kutawanyika katika pande nyingi.
Ugunduzi wa Mwanga Uliotawanyika: Anefelomita, kifaa kinachotumika kwa kipimo cha mawimbi, hugundua mwanga uliotawanyika kwa pembe ya digrii 90 ikilinganishwa na boriti ya tukio. Ugunduzi huu wa pembe ndio njia ya kawaida kutokana na unyeti wake mkubwa kwa kutawanyika kunakosababishwa na chembe.
Kipimo cha Nguvu ya Mwanga Uliotawanyika: Nguvu ya mwanga uliotawanyika hupimwa, huku nguvu ya juu ikionyesha mkusanyiko mkubwa wa chembe zilizoning'inia na, kwa hivyo, mawimbi ya juu.
Hesabu ya Unyevu: Kiwango cha mwanga kilichotawanyika kilichopimwa hubadilishwa kuwa Vitengo vya Unyevu vya Nephelometric (NTU), na kutoa thamani sanifu ya nambari inayowakilisha kiwango cha unyevu.
Ni nini hupima unyevunyevu wa maji?

Kupima unyevunyevu wa maji kwa kutumia vitambuzi vya unyevunyevu vinavyotumia macho ni utaratibu unaotumika sana katika matumizi ya kisasa ya viwanda. Kwa kawaida, kichambuzi cha unyevunyevu kinachofanya kazi nyingi kinahitajika ili kuonyesha vipimo vya wakati halisi, kuwezesha usafi wa kiotomatiki wa kitambuzi mara kwa mara, na kusababisha arifa za usomaji usio wa kawaida, na hivyo kuhakikisha kufuata viwango vya ubora wa maji.

Kipima Uchafu Mtandaoni (Maji ya bahari yanayopimika)

Mazingira tofauti ya uendeshaji yanahitaji suluhisho tofauti za ufuatiliaji wa tope. Katika mifumo ya usambazaji wa maji ya sekondari ya makazi, mitambo ya kutibu maji, na katika sehemu za kuingilia na kutoa maji ya bomba, mita za tope za masafa ya chini zenye usahihi wa juu na safu nyembamba za vipimo hutumika sana. Hii ni kutokana na hitaji kali la viwango vya chini vya tope katika mazingira haya. Kwa mfano, katika nchi nyingi, kiwango cha udhibiti cha maji ya bomba katika vituo vya kutibu hubainisha kiwango cha tope chini ya NTU 1. Ingawa upimaji wa maji ya bwawa la kuogelea si wa kawaida sana, unapofanywa, pia unahitaji viwango vya chini sana vya tope, kwa kawaida huhitaji matumizi ya mita za tope za masafa ya chini.

Mita za Turbidity za masafa ya chini TBG-6188T

Kwa upande mwingine, matumizi kama vile mitambo ya kutibu maji machafu na sehemu za kutokwa kwa maji taka ya viwandani yanahitaji mita za tope za masafa ya juu. Maji katika mazingira haya mara nyingi huonyesha mabadiliko makubwa ya tope na yanaweza kuwa na viwango vikubwa vya vitu vikali vilivyoning'inizwa, chembe za kolloidal, au vinyesi vya kemikali. Thamani za tope mara nyingi huzidi mipaka ya juu ya vipimo vya vifaa vya masafa ya chini sana. Kwa mfano, tope lenye ushawishi katika kiwanda cha kutibu maji machafu linaweza kufikia NTU mia kadhaa, na hata baada ya matibabu ya msingi, ufuatiliaji wa viwango vya tope katika makumi ya NTU unabaki kuwa muhimu. Mita za tope za masafa ya juu kwa kawaida hufanya kazi kwa kanuni ya uwiano wa nguvu ya mwanga uliotawanyika hadi unaosambazwa. Kwa kutumia mbinu za upanuzi wa masafa yenye nguvu, vifaa hivi vinafikia uwezo wa kupima kutoka NTU 0.1 hadi NTU 4000 huku vikidumisha usahihi wa ±2% ya kipimo kamili.

Kichambuzi cha Turbidity cha Viwanda Mtandaoni

Katika miktadha maalum ya viwanda, kama vile sekta za dawa na chakula na vinywaji, mahitaji makubwa zaidi huwekwa kwenye usahihi na uthabiti wa muda mrefu wa vipimo vya tope. Viwanda hivi mara nyingi hutumia mita za tope zenye miale miwili, ambazo hujumuisha boriti ya marejeleo ili kufidia usumbufu unaosababishwa na tofauti za chanzo cha mwanga na mabadiliko ya halijoto, hivyo kuhakikisha uaminifu thabiti wa vipimo. Kwa mfano, tope la maji kwa ajili ya sindano kwa kawaida lazima lidumishwe chini ya NTU 0.1, na kuweka mahitaji makali juu ya unyeti wa kifaa na upinzani wa kuingiliwa.
Zaidi ya hayo, pamoja na maendeleo ya teknolojia ya Intaneti ya Vitu (IoT), mifumo ya kisasa ya ufuatiliaji wa tope inazidi kuwa ya busara na yenye mtandao. Ujumuishaji wa moduli za mawasiliano za 4G/5G huwezesha uwasilishaji wa data ya tope kwa wakati halisi kwenye majukwaa ya wingu, kuwezesha ufuatiliaji wa mbali, uchanganuzi wa data, na arifa za kiotomatiki za tahadhari. Kwa mfano, kiwanda cha kutibu maji cha manispaa kimetekeleza mfumo wa ufuatiliaji wa tope wa akili unaounganisha data ya tope ya nje na mfumo wake wa kudhibiti usambazaji wa maji. Baada ya kugundua tope isiyo ya kawaida, mfumo hurekebisha kiotomatiki kipimo cha kemikali, na kusababisha uboreshaji wa kufuata ubora wa maji kutoka 98% hadi 99.5%, pamoja na upunguzaji wa 12% wa matumizi ya kemikali.
Je, tope ni dhana sawa na vitu vikali vilivyosimamishwa?

Uchafuzi na Jumla ya Yaliyosimamishwa (TSS) ni dhana zinazohusiana, lakini si sawa. Zote mbili hurejelea chembe zilizosimamishwa ndani ya maji, lakini hutofautiana katika kile wanachopima na jinsi zinavyopimwa.
Uchafu hupima sifa ya macho ya maji, haswa ni kiasi gani cha mwanga kinachotawanywa na chembe zilizoning'inizwa. Haipimi moja kwa moja kiasi cha chembe, bali ni kiasi gani cha mwanga kinachozuiwa au kupotoshwa na chembe hizo. Uchafu huathiriwa si tu na mkusanyiko wa chembe bali pia na mambo kama ukubwa, umbo, na rangi ya chembe, pamoja na urefu wa wimbi la mwanga unaotumika katika kipimo.

Mita ya Jumla ya Vimiminika Vilivyosimamishwa Kiwandani (TSS)

Jumla ya Yaliyosimama(TSS) hupima uzito halisi wa chembe zilizoning'inizwa katika sampuli ya maji. Hupima uzito wote wa vitu vikali vilivyoning'inizwa ndani ya maji, bila kujali sifa zao za macho.
TSS hupimwa kwa kuchuja ujazo unaojulikana wa maji kupitia kichujio (kawaida kichujio chenye uzito unaojulikana). Baada ya maji kuchujwa, vitu vikali vilivyobaki kwenye kichujio hukaushwa na kupimwa. Matokeo yake huonyeshwa katika miligramu kwa lita (mg/L). TSS inahusiana moja kwa moja na kiasi cha chembe zilizosimamishwa, lakini haitoi taarifa kuhusu ukubwa wa chembe au jinsi chembe zinavyotawanya mwanga.
Tofauti Muhimu:
1） Asili ya Kipimo:
Uchafu ni sifa ya macho (jinsi mwanga unavyotawanyika au kufyonzwa).
TSS ni sifa halisi (uzito wa chembe zilizoning'inia ndani ya maji).
2） Kile Wanachopima:
Uchafu unaonyesha jinsi maji yalivyo wazi au yenye mawingu, lakini haitoi uzito halisi wa vitu vikali.
TSS hutoa kipimo cha moja kwa moja cha kiasi cha vitu vikali ndani ya maji, bila kujali jinsi inavyoonekana wazi au giza.
3）Vitengo:
Unyevu hupimwa katika NTU (Nephelometric Turbidity Units).
TSS hupimwa katika mg/L (miligramu kwa lita).
Je, rangi na mawingu ni sawa?

Rangi na mawingu si sawa, ingawa vyote viwili huathiri mwonekano wa maji.

Kipima Rangi cha Ubora wa Maji Mtandaoni

Hapa kuna tofauti:
Rangi hurejelea rangi au rangi ya maji inayosababishwa na vitu vilivyoyeyuka, kama vile vitu vya kikaboni (kama vile majani yanayooza) au madini (kama vile chuma au manganese). Hata maji safi yanaweza kuwa na rangi ikiwa yana misombo ya rangi iliyoyeyuka.
Uchafu unarejelea wingu au ukungu wa maji unaosababishwa na chembe zilizoning'inia, kama vile udongo, matope, vijidudu, au vitu vingine vikali. Hupima kiasi cha chembe hizo kutawanya mwanga unaopita ndani ya maji.
Kwa kifupi:
Rangi = vitu vilivyoyeyushwa
Uchafu = chembe zilizosimamishwa