自來水濁度的檢測方法

《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006規定渾濁度的限值不得超過1NTU，當水源與凈水技術條件限制時不得超過3NTU。濁度對于給水和工業水處理來說是都是一個至關重要的水質指標。降低濁度可同時有效降低水中的細菌、大腸菌、病毒、隱孢子蟲、鐵、錳等。

檢測濁度的方法有哪些？

根據測量原理的不同，濁度測量可分為透射法和散射法。

一、透射法

透射是入射光經過折射穿過物體后的出射現象。在水樣檢測中，水中懸浮物質越多，透射光強度越低。透射法測量濁度是通過測量透射光強度，獲取濁度值。透射法原理如圖1所示。

根據朗伯—比爾定律，透射光強度隨濁度的變化遵從式(1)：

IT=I0e-εTL               （1）

式中：IT為透射光強，I0為入射光強，ε為由懸浮微粒的形狀、入射光波長等因素所決定的常數，T為濁度，L為透射光程。

當光—電轉換滿足線性條件時，IT對應的電信號如式(2)：

ST=AI0e-εTL              (2)

式中A為電路參數決定的常數。

式(2)表明，光電轉換結果與濁度呈現對數關系。

以透射式濁度儀測試不同濁度的標準樣品，測得S-T曲線如圖2：

由圖可見，在整個濁度測量范圍內，S與T之間保持單調衰減關系。

二、散射法

物質中存在的小均勻團塊使進入物質的光偏離入射方向而向四而八方散開，這種現象稱為光的散射。水樣中的懸浮物質越多。散射法測量濁度是通過測量散射光強獲取濁度值。

當水樣中懸浮顆粒直徑遠小于入射光波長時，散射光強度服從瑞利(Rayleigh)定律：

IS=BNI0               (3)

式中：IS為散射光強度，B為與入射光波長、微粒和水的折射率、散射光與入射光的夾角等有關的比例系數，N為單位體積水中的微粒數，I0為入射光強度。

當水中顆粒的直徑與入射光波長相當時，散射光強度服從米氏(Mie)定理，與入射光的強度、微粒子的截光而積和粒子的個數濃度成正比，如式(4)：

Is=KMσNI0              （4）

式中，KM為米氏系數，σ為微粒截光面積，N為單位體積微粒子個數。

在飲用水質檢測中，水樣顆粒粒度大多在0.1μm～20μm之間，散射光強度服從瑞利定律和米氏定律。當水樣中微粒均勻分布，微粒的總數N與濁度成正比，即Is與濁度成正比。

以散射式濁度儀測試不同濁度的標準樣品，測得S-T曲線如圖3：

從圖3可以表明，儀器只能測量T0（由儀器幾何參數及懸浮顆粒決定）以下的濁度；當濁度超過T0后，S不再是T的單值函數，儀器將無法準確判別濁度。

由于兩種方法在所測濁度與信號關系、儀器的校準方法等方面各有特點，因而有各自不同的適用范圍。實驗結果證明，透射法適用于一般濁度到超高濁度寬量程范圍的渾濁度測量；而散射法則適用于低濁度甚至超低濁度的水濁度測量。而將兩者結合起來，同時測量90°散射光信號和透射光信號，將兩光強做比值來測量濁度的方法，既能消除光源老化對測量精度的影響，又繼承了兩個基本方法各自的優點，能提供一個從小到大連續的濁度測量范圍，從而能有效地提高測量的適應性和準確度。

美國哈希作為水質檢測企業，產品質量受到廣大用戶的一致認可，哈希濁度計主要有：在線1720E濁度計、便攜式濁度儀2100Q、經濟型濁度儀1900C、實驗室濁度儀2100AN以及2017上市新款TL2300系列濁度儀，用來替代已退市的2100N。