في بعض أهم مصادر المياه في نهر اليانغتسى ، وزارة حماية البيئة ، من خلال نظام الرصد على الانترنت ، وجدت أن المياه العكارة غير طبيعي الذروة في الساعة 3 صباحا ، وعلى الفور بدأت الاستجابة لحالات الطوارئ . تتبع مصدر العثور على عشرات الكيلومترات من روافد صغيرة بسبب الانهيارات الأرضية الناجمة عن تدفق الرواسب . مع الاكتشافات في الوقت المناسب ، المصب محطات المياه بسرعة ضبط العملية ، الملايين من الناس يمكن أن تضمن سلامة إمدادات المياه . هذا الحديث " الحارس " هو جوهر قصة نوعية المياه ، وهذا هو على وجه التحديد في هذه الورقة إلى استكشاف تكنولوجيا قياس التعكر و ارضي turbidimeter . . . . . . .

العكارة : بصمة من العالم الخفي في الماء

التعكر ، والتي تبدو بسيطة المعلمة المادية ، هو في الواقع انعكاس شامل تشتت الضوء وامتصاص الجسيمات العالقة في الماء . من الناحية الفنية ، التعكر يشير إلى درجة أن الجسيمات العالقة في الماء يسبب تشتت الضوء أو الامتصاص ، وعادة ما يعبر عنها NTU ( التعكر وحدة ) أو FTU ( التعكر وحدة ) . وراء هذا المؤشر يكمن سر عميق من نوعية المياه .

ارتفاع عكارة المياه غالبا ما يعني وجود الرواسب والمواد العضوية والعوالق والكائنات الحية الدقيقة وغيرها من المواد العالقة . هذه الجزيئات ليست فقط " الناقل " الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض مثل البكتيريا والفيروسات ، ولكن أيضا توفير سطح التصاق المواد الضارة . عندما تعكر أكثر من 1 NTU ، كفاءة التعقيم انخفضت بشكل ملحوظ . أكثر من 5 NTU ، من الصعب ضمان سلامة الكائنات الحية الدقيقة التقليدية في عملية التطهير . العكارة الشذوذ هو واحد من مؤشرات التلوث بالرصاص السلائف خلال أزمة المياه في فلينت ، ميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2014 .

قياس تطور من " التعتيم " إلى " تقنية بصرية "

تصور الإنسان من التعكر يبدأ مع أبسط الأحكام الحسية . الوثائق الهندية القديمة من 4000 قبل الميلاد قد سجلت بالفعل " واضحة " و " عكر " المياه في الجسم . في القرن التاسع عشر ، مع تطور النظرية البصرية ، قياس التعكر قد دخلت مرحلة القياس العلمي . . .

في عام 1885 ، ويبل جاكسون من الولايات المتحدة للمسح الجيولوجي وضعت جهاز قياس التعكر على أساس معيار تعليق . في منتصف القرن العشرين ، اختراقات في تكنولوجيا الكشف الكهروضوئي أدى إلى الجيل الأول من turbidimetry الالكترونية ، والتي تمتد من ذاتي turbidimetry الهدف القراءة . في القرن 21 ، مع مزيج من معالجة الإشارات الرقمية ، ميكروفلويديك ، متعدد زاوية قياس التشتت ، قياس التعكر دفعت إلى مرحلة جديدة من الدقة والذكاء .

ارضي turbidimetry : بلورة البصرية خوارزميات ذكية ودقيقة

ارضي توربیدیمتر ، باعتبارها واحدة من التقنيات الحديثة في قياس التعكر ، والتكنولوجيا الأساسية تنبع من دقة السيطرة على آلية التفاعل بين الضوء والجسيمات . داخل الصك ، مصدر الضوء LED مع طول موجة معينة تنبعث شعاع ضوء ، عندما يمر من خلال عينة المياه ، الجسيمات العالقة يسبب تشتت معقدة الظاهرة . ارضي turbidimeter عادة ما يستخدم نظام الكشف عن زاوية متعددة ، بما في ذلك 90 درجة ضوء متناثرة ( مناسبة لأنّ التعكر المنخفض ) ، انتقال الضوء و الضوء الخلفي ( مناسبة لأنّ عال تعكر ) في وقت واحد قياس ، ثم من خلال خوارزمية توليف التعكر النهائي ، إلى حد كبير توسيع نطاق القياس والدقة .

مقارنة مع بداية turbidimetric متر ، اختراق تقدم ارضي turbidimetric متر يظهر في العديد من الأبعاد . التكيف الذاتي معايرة التكنولوجيا المعتمدة ، والتي يمكن تلقائيا اختيار أفضل زاوية الكشف و الخوارزمية وفقا لخصائص المياه عينة . المدمج في التعويض درجة الحرارة فقاعة تدخل القضاء على الوحدة ، على نحو فعال في التغلب على العوامل البيئية . ومع ذلك ، فإن القدرة على دمج الإنترنت من الأمور يجعل من الممكن رصد البيانات في الوقت الحقيقي عن بعد والإنذار المبكر .

في حالة عملية كبيرة من محطة المياه ، فرنك غيني turbidimeter مقارنة مع المعدات التقليدية لمدة نصف سنة . خلال هذه الفترة ، العديد من الظروف المعقدة مثل الطحالب اندلاع الأمطار الغزيرة والجريان السطحي ، وهلم جرا ، استقرار فرنك غيني turbidimeter في المنطقة الرئيسية من 0-100ntu هو 37 ٪ أعلى من المعدات التقليدية ، معدل انذار كاذب بنسبة 82 في المائة .

تطبيق متعدد الأبعاد أطلس قياس التعكر

تطبيق تكنولوجيا قياس التعكر قد تجاوز التقليدية في صناعة مياه الشرب ، وشكلت شبكة ثلاثية الأبعاد التي تغطي معيشة الشعب ، والإنتاج الصناعي وحماية البيئة .

في مجال ضمان معيشة الشعب ، التعكر هو " خط الدفاع الأول " من أجل سلامة مياه الشرب . منظمة الصحة العالمية ( WHO ) معايير نوعية مياه الشرب ( WHO ) صراحة يتطلب التعكر ≤ 1ntu ، ويفضل أن يكون ذلك ≤ 0.1ntu . . . . . . . مع حساسية عالية ، ارضي turbidimeter يمكن التقاط التغيرات الصغيرة في مستوى 0.01ntu ، ويلعب دورا رئيسيا في الإنذار المبكر من تفشي الجراثيم مثل الكريبتوسبوريديوم . . . . . . . الولايات المتحدة الأمريكية epa1623.1 طريقة رصد التعكر يعتبر التحكم الأساسية المعلمة في معالجة المياه السطحية .

في الإنتاج الصناعي ، قياس التعكر يصبح " اليد الخفية " في عملية المراقبة . صناعة أشباه الموصلات في الطلب على المياه النقية جدا تصل إلى مستوى 0.001ntu مذهلة ، أي الجسيمات يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في رقاقة العائد . في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، التعكر هو مؤشر رئيسي للكشف عن الجسيمات غير قابلة للذوبان في إنتاج الحقن . البيرة والمشروبات والصناعات السيطرة على مظهر المنتج والاستقرار من خلال التعكر ، خفية طعم الفرق غالبا ما تنشأ من إدارة التعكر بين ملي .

في مجال الرصد البيئي ، التعكر هو مقياس لصحة المياه . ارتفاع غير طبيعي في نهر التعكر قد تشير إلى تآكل التربة أو التصريف . بحيرة التعكر يعكس كثافة الطحالب بالمغذيات . التعكر البحري البيانات يمكن استخدامها لتتبع حركة التيارات البحرية والرواسب النقل . في رصد المد الأحمر في مصب نهر 2022 ، ارضي turbidimetric الشبكة بالكشف عن الخصائص البصرية الشاذة من الماء لمدة 12 ساعة في وقت مبكر .

مستقبل قياس التعكر : الانتقال من المعلمة إلى التشخيص الذكي

مع تطور التكنولوجيا ، turbidimetry تشهد تحولا من معلمة واحدة رصد نوعية المياه المتكاملة التشخيص . الجيل القادم من ارضي turbidimetric متر سوف تدمج مع الذكاء الاصطناعي خوارزمية لتحديد أنواع التلوث من خلال تغيير نمط التعكر ، مثل الرواسب تجوب ، تكاثر الطحالب أو الترسيب الكيميائي . تطبيق أجهزة الاستشعار البصرية nanosized سيجعل من الممكن في الوقت الحقيقي الكشف عن nanosized الجسيمات ، وفتح ميدان جديد في مجال رصد microplastic . . . . . . .

ما هو أكثر من ذلك ، من المتوقع أن تكون البيانات التعكر جنبا إلى جنب مع الرقم الهيدروجيني ، والأكسجين الذائب ، والمواد العضوية وغيرها من المعالم ، وبناء نوعية المياه الرقمية " التوأم " النظام . من خلال آلة التعلم النموذجي ، يمكن للنظام ليس فقط تعكس الحالة الراهنة ، ولكن أيضا التنبؤ الاتجاه في المستقبل ، وتحقيق قفزة من " رد فعل سلبي " إلى " التدخل النشط " . هذه القدرة على التنبؤ أمر بالغ الأهمية لضمان أمن إمدادات المياه في ظل خلفية من زيادة تغير المناخ وكثرة حالات الطقس .

من القدماء ' الحكم على المياه واضحة التعكر ، ارضي turbidimeter ' ق حريصة على التقاط التغيرات في مستوى 0.001ntu ، وتطوير تكنولوجيا قياس التعكر هو مثال على تطور الإدراك البشري والسيطرة على نوعية المياه . قياس التعكر هو جسر غير مرئية بين الجسيمات الدقيقة والكلية السلامة . عندما كنا بدوره على الصنبور ، تدفق المياه واضحة من لحظة ، وراء عدد لا يحصى من التعكر متر 24 ساعة دون انقطاع حماية . في كل مرة تقدم التكنولوجيا ، وتوسيع نطاق فهم الإنسان حدود المياه والبيئة ، إضافة إلى ضمان سلامة " مصدر الحياة " . في هذا المعنى ، قياس التعكر ليس فقط مشكلة تقنية ، ولكن أيضا قلق عميق من الحضارة على أساس وجودها .