Come si misura la torbidità dell'acqua?

Cos'è la torbidità?

La torbidità è una misura della torbidità o torbidità di un liquido, comunemente utilizzata per valutare la qualità dell'acqua nei corpi idrici naturali, come fiumi, laghi e oceani, nonché nei sistemi di trattamento delle acque. È dovuta alla presenza di particelle sospese, tra cui limo, alghe, plancton e sottoprodotti industriali, che diffondono la luce che attraversa la colonna d'acqua.
La torbidità è tipicamente quantificata in unità di torbidità nefelometriche (NTU), con valori più alti che indicano una maggiore opacità dell'acqua. Questa unità si basa sulla quantità di luce diffusa dalle particelle sospese nell'acqua, misurata da un nefelometro. Il nefelometro proietta un fascio di luce attraverso il campione e rileva la luce diffusa dalle particelle sospese con un angolo di 90 gradi. Valori NTU più alti indicano una maggiore torbidità, o torbidità, dell'acqua. Valori NTU più bassi indicano un'acqua più limpida.
Ad esempio: l'acqua limpida potrebbe avere un valore NTU prossimo a 0. L'acqua potabile, che deve soddisfare gli standard di sicurezza, ha in genere un NTU inferiore a 1. L'acqua con alti livelli di inquinamento o particelle sospese può avere valori NTU che si attestano su centinaia o migliaia.

Perché misurare la torbidità della qualità dell'acqua?

Livelli elevati di torbidità possono avere diversi effetti negativi:
1) Ridotta penetrazione della luce: ciò compromette la fotosintesi nelle piante acquatiche, interrompendo così l'ecosistema acquatico più ampio che dipende dalla produttività primaria.
2) Intasamento dei sistemi di filtrazione: i solidi sospesi possono ostruire i filtri negli impianti di trattamento delle acque, aumentando i costi operativi e riducendo l'efficienza del trattamento.
3) Associazione con gli inquinanti: le particelle che causano torbidità spesso fungono da vettori per contaminanti nocivi, come microrganismi patogeni, metalli pesanti e sostanze chimiche tossiche, rappresentando rischi sia per l'ambiente che per la salute umana.
In sintesi, la torbidità è un indicatore fondamentale per valutare l'integrità fisica, chimica e biologica delle risorse idriche, in particolare nell'ambito del monitoraggio ambientale e della salute pubblica.
Qual è il principio della misurazione della torbidità?

Il principio della misurazione della torbidità si basa sulla diffusione della luce che attraversa un campione d'acqua contenente particelle sospese. Quando la luce interagisce con queste particelle, viene diffusa in varie direzioni e l'intensità della luce diffusa è direttamente proporzionale alla concentrazione di particelle presenti. Una maggiore concentrazione di particelle determina una maggiore diffusione della luce, con conseguente aumento della torbidità.

il principio della misurazione della torbidità

Il processo può essere suddiviso nei seguenti passaggi:
Sorgente luminosa: un fascio di luce, solitamente emesso da un laser o da un LED, viene diretto attraverso il campione d'acqua.
Particelle sospese: quando la luce si propaga attraverso il campione, la materia sospesa, come sedimenti, alghe, plancton o inquinanti, fa sì che la luce si disperda in più direzioni.
Rilevamento della luce diffusa: Anefelometro, lo strumento utilizzato per la misurazione della torbidità, rileva la luce diffusa a un angolo di 90 gradi rispetto al fascio incidente. Questa rilevazione angolare è il metodo standard grazie alla sua elevata sensibilità alla diffusione indotta dalle particelle.
Misurazione dell'intensità della luce diffusa: viene quantificata l'intensità della luce diffusa: intensità più elevate indicano una maggiore concentrazione di particelle sospese e, di conseguenza, una maggiore torbidità.
Calcolo della torbidità: l'intensità della luce diffusa misurata viene convertita in unità di torbidità nefelometrica (NTU), fornendo un valore numerico standardizzato che rappresenta il grado di torbidità.
Cosa misura la torbidità dell'acqua?

La misurazione della torbidità dell'acqua mediante sensori ottici è una pratica ampiamente adottata nelle moderne applicazioni industriali. In genere, è necessario un analizzatore di torbidità multifunzionale per visualizzare le misurazioni in tempo reale, abilitare la pulizia automatica periodica dei sensori e attivare avvisi in caso di letture anomale, garantendo così la conformità agli standard di qualità dell'acqua.

Sensore di torbidità online (acqua di mare misurabile)

Ambienti operativi diversi richiedono soluzioni di monitoraggio della torbidità specifiche. Nei sistemi di approvvigionamento idrico secondario residenziale, negli impianti di trattamento delle acque e nei punti di ingresso e uscita degli impianti di acqua potabile, vengono prevalentemente impiegati misuratori di torbidità a basso intervallo con elevata precisione e intervalli di misura ristretti. Ciò è dovuto ai severi requisiti di bassi livelli di torbidità in questi contesti. Ad esempio, nella maggior parte dei paesi, la norma di legge per l'acqua di rubinetto all'uscita degli impianti di trattamento specifica un livello di torbidità inferiore a 1 NTU. Sebbene l'analisi dell'acqua delle piscine sia meno comune, quando eseguita, richiede comunque livelli di torbidità molto bassi, il che in genere richiede l'uso di misuratori di torbidità a basso intervallo.

Misuratori di torbidità a bassa portata TBG-6188T

Al contrario, applicazioni come gli impianti di trattamento delle acque reflue e i punti di scarico degli effluenti industriali richiedono misuratori di torbidità ad alto intervallo. L'acqua in questi ambienti presenta spesso significative fluttuazioni di torbidità e può contenere concentrazioni sostanziali di solidi sospesi, particelle colloidali o precipitati chimici. I valori di torbidità superano spesso i limiti di misura superiori degli strumenti a bassissimo intervallo. Ad esempio, la torbidità in ingresso in un impianto di trattamento delle acque reflue può raggiungere diverse centinaia di NTU e, anche dopo il trattamento primario, il monitoraggio dei livelli di torbidità nell'ordine delle decine di NTU rimane necessario. I misuratori di torbidità ad alto intervallo funzionano comunemente secondo il principio del rapporto tra intensità luminosa diffusa e trasmessa. Utilizzando tecniche di espansione del range dinamico, questi strumenti raggiungono capacità di misura da 0,1 NTU a 4000 NTU mantenendo una precisione del ±2% del fondo scala.

Analizzatore di torbidità industriale in linea

In contesti industriali specializzati, come il settore farmaceutico e quello alimentare, l'accuratezza e la stabilità a lungo termine delle misure di torbidità sono requisiti ancora più elevati. Questi settori utilizzano spesso misuratori di torbidità a doppio raggio, che incorporano un raggio di riferimento per compensare i disturbi causati dalle variazioni della sorgente luminosa e dalle fluttuazioni di temperatura, garantendo così un'affidabilità di misura costante. Ad esempio, la torbidità dell'acqua per preparazioni iniettabili deve essere in genere mantenuta al di sotto di 0,1 NTU, il che impone requisiti rigorosi in termini di sensibilità dello strumento e resistenza alle interferenze.
Inoltre, con l'avanzare della tecnologia Internet of Things (IoT), i moderni sistemi di monitoraggio della torbidità stanno diventando sempre più intelligenti e interconnessi. L'integrazione di moduli di comunicazione 4G/5G consente la trasmissione in tempo reale dei dati di torbidità a piattaforme cloud, facilitando il monitoraggio remoto, l'analisi dei dati e le notifiche di avviso automatiche. Ad esempio, un impianto di trattamento delle acque municipale ha implementato un sistema di monitoraggio intelligente della torbidità che collega i dati di torbidità in uscita con il suo sistema di controllo della distribuzione idrica. Al rilevamento di torbidità anomala, il sistema regola automaticamente il dosaggio dei prodotti chimici, con conseguente miglioramento della conformità della qualità dell'acqua dal 98% al 99,5%, insieme a una riduzione del 12% del consumo di prodotti chimici.
La torbidità è lo stesso concetto dei solidi sospesi totali?

Torbidità e solidi sospesi totali (SST) sono concetti correlati, ma non sono la stessa cosa. Entrambi si riferiscono a particelle sospese nell'acqua, ma differiscono in ciò che misurano e nel modo in cui vengono quantificati.
La torbidità misura le proprietà ottiche dell'acqua, in particolare la quantità di luce diffusa dalle particelle sospese. Non misura direttamente la quantità di particelle, ma piuttosto la quantità di luce bloccata o deviata da tali particelle. La torbidità è influenzata non solo dalla concentrazione delle particelle, ma anche da fattori quali la dimensione, la forma e il colore delle particelle, nonché la lunghezza d'onda della luce utilizzata nella misurazione.

Misuratore industriale di solidi sospesi totali (TSS)

Solidi sospesi totali(TSS) misura la massa effettiva delle particelle sospese in un campione d'acqua. Quantifica il peso totale dei solidi sospesi nell'acqua, indipendentemente dalle loro proprietà ottiche.
Il TSS viene misurato filtrando un volume noto di acqua attraverso un filtro (solitamente un filtro con un peso noto). Dopo aver filtrato l'acqua, i solidi rimasti sul filtro vengono essiccati e pesati. Il risultato è espresso in milligrammi per litro (mg/L). Il TSS è direttamente correlato alla quantità di particelle sospese, ma non fornisce informazioni sulla dimensione delle particelle o su come le particelle diffondono la luce.
Differenze principali:
1) Natura della misurazione:
La torbidità è una proprietà ottica (il modo in cui la luce viene diffusa o assorbita).
Il TSS è una proprietà fisica (la massa delle particelle sospese nell'acqua).
2) Cosa misurano:
La torbidità fornisce un'indicazione di quanto l'acqua sia limpida o torbida, ma non fornisce una massa effettiva di solidi.
Il TSS fornisce una misurazione diretta della quantità di solidi presenti nell'acqua, indipendentemente da quanto questa appaia limpida o torbida.
3) Unità:
La torbidità si misura in NTU (Unità di torbidità nefelometrica).
Il TSS si misura in mg/L (milligrammi per litro).
Colore e torbidità sono la stessa cosa?

Colore e torbidità non sono la stessa cosa, sebbene entrambi influiscano sull'aspetto dell'acqua.

Misuratore di colore online della qualità dell'acqua

Ecco la differenza:
Il colore si riferisce alla tonalità o tinta dell'acqua causata da sostanze disciolte, come materia organica (come foglie in decomposizione) o minerali (come ferro o manganese). Anche l'acqua limpida può avere un colore se contiene composti colorati disciolti.
La torbidità si riferisce alla torbidità o torbidità dell'acqua causata da particelle sospese, come argilla, limo, microrganismi o altri solidi fini. Misura la quantità di luce che le particelle diffondono attraverso l'acqua.
Insomma:
Colore = sostanze disciolte
Torbidità = particelle sospese