Gravity : Αναλογικός Αισθητήρας Θολότητας για Arduino

Ολικά αιωρούμενα στερεά (TSS)

Τα ολικά αιωρούμενα στερεά (TSS) είναι σωματίδια μεγαλύτερα από 2 μικρά που βρίσκονται στη στήλη νερού. Οτιδήποτε μικρότερο από 2 μικρά (μέσο μέγεθος φίλτρου) θεωρείται ένα διαλυμένο στερεό. Τα περισσότερα αιωρούμενα στερεά αποτελούνται από ανόργανα υλικά, αν και τα βακτήρια και τα φύκια μπορούν επίσης να συμβάλουν στη συνολική συγκέντρωση στερεών.

Αυτά τα στερεά περιλαμβάνουν οτιδήποτε παρασύρεται ή επιπλέει στο νερό, από ιζήματα, λάσπη και άμμο έως πλαγκτόν και φύκια . Τα οργανικά σωματίδια από υλικά αποσύνθεσης μπορούν επίσης να συμβάλουν στη συγκέντρωση TSS . Τα φύκια, τα φυτά και τα ζώα αποσυντίθενται. Έτσι επιτρέπεται σε μικρά οργανικά σωματίδια να διασπαστούν και να εισέλθουν στη στήλη νερού ως αιωρούμενα στερεά. Ακόμη και τα χημικά ιζήματα θεωρούνται μορφή αιωρούμενων στερεών. Τα ολικά αιωρούμενα στερεά αποτελούν σημαντικό παράγοντα για την παρατήρηση της διαύγειας του νερού. Όσο περισσότερα στερεά υπάρχουν στο νερό, τόσο λιγότερο καθαρό θα είναι το νερό.

Ιδιότητες

Μερικά αιωρούμενα στερεά μπορούν να κατακάθονται σε ίζημα στο κάτω μέρος ενός σώματος νερού για μια χρονική περίοδο. Τα βαρύτερα σωματίδια, όπως το χαλίκι και η άμμος, συχνά υποχωρούν όταν εισέρχονται σε μια περιοχή χαμηλής ή καθόλου ροής νερού. Αν και αυτή η καθίζηση βελτιώνει την καθαρότητα του νερού, το αυξημένο λάσπη μπορεί να πνίξει τους βενθικούς οργανισμούς και τα αυγά. Τα εναπομείναντα σωματίδια που δεν κατακάθονται ονομάζονται κολλοειδή ή μη στερεά στερεά. Αυτά τα αιωρούμενα στερεά είναι είτε πολύ μικρά είτε πολύ ελαφριά για να κατακάθονται στον πυθμένα.

Τι είναι η Θολότητα του νερού;

Η θολότητα είναι ένας οπτικός προσδιορισμός της καθαρότητας του νερού. Το θολό νερό θα εμφανίζεται θολό ή αλλιώς χρωματισμένο, επηρεάζοντας τη φυσική εμφάνιση του νερού. Τα αιωρούμενα στερεά και το διαλυμένο χρωματισμένο υλικό μειώνουν τη διαύγεια του νερού. Έτσι δημιουργείται μια αδιαφανή, θολή ή λασπώδη εμφάνιση. Οι μετρήσεις θολότητας χρησιμοποιούνται συχνά ως δείκτης της ποιότητας του νερού με βάση τη διαύγεια και τα εκτιμώμενα συνολικά αιωρούμενα στερεά στο νερό.

Πως την υπολογίζουμε ;

Η θολότητα του νερού βασίζεται στην ποσότητα φωτός που διασκορπίζεται από σωματίδια στη στήλη νερού. Όσο περισσότερα σωματίδια υπάρχουν, τόσο περισσότερο φως θα διασκορπιστεί. Ως εκ τούτου, η θολότητα και τα ολικά αιωρούμενα στερεά σχετίζονται. Ωστόσο, η θολότητα δεν είναι άμεση μέτρηση των συνολικών αιωρούμενων υλικών στο νερό. Η θολότητα συχνά χρησιμοποιείται για να υποδείξει αλλαγές στη συνολική συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών στο νερό χωρίς να παρέχει ακριβή μέτρηση των στερεών.

Απο που Προέρχεται ;

Η θολότητα μπορεί να προέρχεται από αιωρούμενα ιζήματα όπως λάσπη ή πηλό, ανόργανα υλικά ή οργανικές ύλες όπως φύκια, πλαγκτόν και αποσυντιθέμενο υλικό. Η θολότητα μπορεί επίσης να περιλαμβάνει έγχρωμη διαλυμένη οργανική ύλη (CDOM), φθορίζουσα διαλυμένη οργανική ύλη (FDOM) και άλλες βαφές. Το CDOM είναι επίσης γνωστό ως χουμικός λεκές. Ο χουμικός λεκές αναφέρεται στο χρώμα του τσαγιού που παράγεται από φυτά που αποσυντίθενται . Αφήνει υποβρύχια λόγω της απελευθέρωσης τανινών και άλλων μορίων.

Αυτός ο αποχρωματισμός εντοπίζεται συχνά σε έλη, υγρότοπους ή άλλα υδάτινα σώματα με υψηλές ποσότητες αποσύνθεσης βλάστησης στο νερό. Το CDOM μπορεί να προκαλέσει το νερό να εμφανίζεται κόκκινο ή καφέ, ανάλογα με τον τύπο των φυτών ή των φύλλων που υπάρχουν. Αυτές οι διαλυμένες ουσίες μπορεί να είναι πολύ μικρές για να μετρηθούν σε συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών, αλλά εξακολουθούν να αποτελούν μέρος μιας μέτρησης θολότητας καθώς επηρεάζουν τη διαύγεια του νερού.

Θολότητα και TSS

Η θολότητα και το TSS είναι οι πιο ορατοί δείκτες ποιότητας του νερού. Αυτά τα αιωρούμενα σωματίδια μπορεί να προέρχονται από διάβρωση του εδάφους, απορροή, απορρίψεις, αναδευόμενα ιζήματα πυθμένα ή ανθίσεις φυκών. Ενώ είναι δυνατό για ορισμένα ρεύματα να έχουν φυσικά υψηλά επίπεδα αιωρούμενων στερεών . Το καθαρό νερό θεωρείται συνήθως δείκτης υγιούς νερού. Μια ξαφνική αύξηση της θολότητας σε ένα προηγουμένως διαυγές νερό νερό προκαλεί ανησυχία. Το υπερβολικό αιωρούμενο ίζημα μπορεί να βλάψει την ποιότητα του νερού για υδρόβια και ανθρώπινη ζωή . Τέλος εμποδίζει την πλοήγηση και να αυξήσει τους κινδύνους πλημμύρας

Τα αιωρούμενα στερεά μπορούν να αυξήσουν τη θερμοκρασία του νερού καθώς απορροφούν επιπλέον θερμότητα από τον ήλιο. Αυτό μπορεί επίσης να προκαλέσει επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου.

Ποιότητα νερού

Τα υψηλά επίπεδα ολικών αιωρούμενων στερεών θα αυξήσουν τις θερμοκρασίες του νερού και θα μειώσουν τα επίπεδα του διαλυμένου οξυγόνου (DO). Αυτό συμβαίνει επειδή τα αιωρούμενα σωματίδια απορροφούν περισσότερη θερμότητα από την ηλιακή ακτινοβολία από ό, τι τα μόρια του νερού. Αυτή η θερμότητα στη συνέχεια μεταφέρεται στο περιβάλλον νερό με αγωγή. Το θερμότερο νερό δεν μπορεί να συγκρατήσει τόσο διαλυμένο οξυγόνο όσο πιο κρύο νερό, επομένως τα επίπεδα DO θα μειωθούν.

Συνολικά αιωρούμενα στερεά, ως μέτρηση της μάζας αναφέρονται σε χιλιοστόγραμμα στερεών ανά λίτρο νερού (mg / L). Το αιωρούμενο ίζημα μετράται επίσης σε mg / L. Η πιο ακριβής μέθοδος προσδιορισμού του TSS είναι με φιλτράρισμα και ζύγιση δείγματος νερού. Αυτό είναι συχνά χρονοβόρο και δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια λόγω της απαιτούμενης ακρίβειας και της πιθανότητας σφάλματος λόγω του φίλτρου.

Η θολότητα, από την άλλη πλευρά, μετριέται συχνότερα με έναν μετρητή θολότητας. Η θολότητα αναφέρεται σε μονάδες που ονομάζονται μονάδα νεφλομετρικής θολότητας (NTU) ή μονάδα θολερότητας Jackson (JTU).

Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια συνολική συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών κάτω από 20 mg / L φαίνεται καθαρό το νερό .Τα επίπεδα άνω των 40 mg / L μπορεί να αρχίσουν να εμφανίζονται θολά. Σε σύγκριση, μια ένδειξη θολότητας κάτω από 5 NTU φαίνεται διαυγής, η ένδειξη 55 NTU θα είναι αρχίσει να φαίνεται θολή και η ένδειξη πάνω από 500 NTU θα εμφανιστεί εντελώς αδιαφανής.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτό εξαρτάται από το μέγεθος και τη φύση των αιωρούμενων στερεών. Τα τυπικά επίπεδα θολότητας και TSS είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθούν λόγω της φυσικής τους διακύμανσης ανά εποχή, τοπική γεωλογία, ροή νερού και καιρικά φαινόμενα. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου χαμηλής ροής, τα περισσότερα ποτάμια και λίμνες είναι αρκετά καθαρά με ένταση θολερότητας κάτω των 10 NTU. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν εύκολα να φτάσουν στις εκατοντάδες λόγω απορροής κατά τη διάρκεια μιας βροχής, χιονοστιβάδας ή ενός έργου βυθοκόρησης