💧 Mętność wody (turbidimetria)
Nefelometryczne oznaczanie mętności wody przy użyciu rozproszonego promieniowania podczerwonego pod kątem 90°. Podstawowy parametr jakości wody pitnej.
Przegląd
Mętność wody jest miarą zmniejszenia przezroczystości wody spowodowanego obecnością cząstek zawieszonych i koloidalnych: iłów, mułów, mikroorganizmów, substancji organicznych i nieorganicznych. Wyrażana jest w jednostkach NTU (Nephelometric Turbidity Units) lub FNU (Formazin Nephelometric Units) — obie jednostki są numerycznie równoważne.
Mętność jest jednym z kluczowych parametrów jakości wody pitnej — norma polska wymaga ≤1 NTU (zalecane ≤0,3 NTU). Wysoka mętność wskazuje na potencjalne zanieczyszczenie mikrobiologiczne (cząstki osłaniają patogeny przed dezynfekcją UV i chlorową), problemy estetyczne i technologiczne.
Metoda ISO 7027-1 wykorzystuje źródło światła podczerwonego (LED 860 nm) i detekcję pod kątem 90° (nefelometria) — eliminuje to wpływ barwy wody na wynik. Dla wód o niskiej mętności (pitna) stosuje się nefelometrię, dla wód silnie mętnych (ścieki) — turbidimetrię (pomiar tłumienia wiązki).
Zasada metody
Próbka wody jest oświetlana monochromatycznym źródłem promieniowania podczerwonego (LED 860 nm, zgodnie z ISO 7027-1). Fotodioda umieszczona pod kątem 90°±2,5° do wiązki padającej mierzy intensywność światła rozproszonego na cząstkach zawieszonych.
Nefelometria (kąt 90°): intensywność promieniowania rozproszonego jest proporcjonalna do stężenia cząstek. Stosowana dla wód o niskiej mętności (<40 NTU, typowo woda pitna).
Turbidimetria (pomiar tłumienia): mierzy osłabienie wiązki przechodzącej przez próbkę. Stosowana dla wód o wysokiej mętności (ścieki, wody bardzo mętne >40 NTU).
Kalibracja z użyciem zawiesiny formazynowej — wzorzec pierwotny mętności (1 FNU = 1 NTU).
Zastosowania
- Kontrola jakości wody pitnej (limit ≤1 NTU, zalecane ≤0,3 NTU)
- Monitoring stacji uzdatniania wody (efektywność koagulacji, filtracji)
- Badanie wód powierzchniowych i podziemnych
- Kontrola procesów oczyszczania ścieków
- Monitoring wód basenowych i przemysłowych
- Weryfikacja skuteczności dezynfekcji (mętność obniża efektywność UV i Cl₂)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres pomiarowy (nefelometria) | 0,05–400 NTU (FNU) |
| Zakres pomiarowy (turbidimetria) | 40–4000 NTU |
| Rozdzielczość | 0,01 NTU (niski zakres) |
| Długość fali | 860 nm ± 30 nm (podczerwień) |
| Kąt detekcji | 90° ± 2,5° (nefelometria ISO) |
| Wzorzec kalibracyjny | Formazyna (hydrazyna + heksametylenotetraamina) |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 7027-1:2016-09
- Tytuł (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie mętności — Część 1: Metody ilościowe
- Title (EN)
- Water quality — Determination of turbidity — Part 1: Quantitative methods
Procedura krok po kroku
1. Przygotowanie turbidymetru
Włącz turbidymetr min. 15 minut przed pomiarem (stabilizacja źródła światła). Sprawdź czystość komory pomiarowej.
2. Kalibracja
Wykonaj kalibrację z zestawem wzorców: 0,1 NTU (lub <0,1), 20 NTU, 100 NTU, 800 NTU (lub wg producenta). Użyj wzorców StablCal lub świeżej formazyny. Wytrzyj kuwety olejem silikonowym.
3. Przygotowanie próbki
Próbkę doprowadź do temperatury pokojowej. Delikatnie wymieszaj (odwrócenie 3×) — nie wytrząsaj intensywnie (pęcherzyki powietrza zawyżają wynik). Analizuj natychmiast po pobraniu.
4. Napełnienie kuwety
Napełnij czystą kuwetę próbką do oznaczenia (do poziomu wskazanego przez producenta). Zamknij nakrętką. Wytrzyj zewnętrzną powierzchnię ściereczką, nałóż cienką warstwę oleju silikonowego.
5. Pomiar
Włóż kuwetę do komory pomiarowej (orientacja znacznika!). Zamknij pokrywę. Odczekaj na stabilizację odczytu (funkcja AutoRead). Zapisz wynik w NTU/FNU.
6. Powtórzenie pomiaru
Wyjmij kuwetę, delikatnie odwróć 3× (usunięcie sedymentacji), włóż ponownie. Powtórz pomiar. Średnia z 2–3 pomiarów = wynik końcowy.
7. Kontrola jakości
Co 10 próbek zmierz wzorzec kontrolny (np. 20 NTU). Dopuszczalne odchylenie: ±10% lub ±0,5 NTU (zależnie, co mniejsze). Próba ślepa: woda <0,05 NTU.
8. Czyszczenie po pomiarach
Wypłucz kuwety wodą dejonizowaną, pozostaw do wyschnięcia. Nie używać detergentów (mogą zostawiać filmy). Czyść komorę pomiarową okresowo.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Turbidymetr (nefelometr) laboratoryjny | Hach TU5200, Hach TL2300 ISO, WTW Turb 430 | 8 000–25 000 PLN |
| Kuwety pomiarowe | Szklane kuwety okrągłe dedykowane do turbidymetru (bez rys, idealnie czyste) | 50–150 PLN/szt. |
| Olej silikonowy do kuwet | Do eliminacji rys i defektów powierzchniowych szkła kuwety | 50–100 PLN |
| Ściereczki do czyszczenia kuwet | Bezpyłowe, z mikrofibry | 20–50 PLN |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Wzorzec formazynowy 4000 NTU | — | Wzorzec pierwotny mętności: mieszanina siarczanu hydrazyny i heksametylenotetraaminy. Przygotowywany świeżo lub kupowany gotowy. |
| Siarczan hydrazyny (NH₂)₂·H₂SO₄ | 10034-93-2 | Składnik wzorca formazynowego. 10 g/l — roztwór I. UWAGA: podejrzewany o działanie rakotwórcze! |
| Heksametylenotetraamina (CH₂)₆N₄ | 100-97-0 | Składnik wzorca formazynowego. 100 g/l — roztwór II. Mieszanie I+II daje zawiesinę formazynową. |
| Wzorce kalibracyjne gotowe | — | Zestawy StablCal (Hach) lub AMCO Clear — stabilne wzorce polimerowe zastępujące formazynę. Trwałość do 5 lat. |
| Woda wolna od mętności | — | Woda dejonizowana przefiltrowana przez filtr 0,1 μm. Mętność <0,02 NTU. |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Siarczan hydrazyny — podejrzewany o działanie rakotwórcze (kat. 1B). Przygotowywać pod dygestorium, stosować rękawice nitrylowe.
- Heksametylenotetraamina — drażniąca, łatwopalna. Chronić przed ogniem.
- Okulary ochronne i fartuch laboratoryjny obowiązkowe.
- Wzorce gotowe (StablCal, AMCO) — bezpieczniejsza alternatywa dla formazyny.
- Szklane kuwety — ryzyko stłuczenia i skaleczenia.