مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش BOD₅ (Biochemical Oxygen Demand in 5 days) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت BOD₅

• معیاری برای سنجش میزان مواد آلی قابل‌تخریب بیولوژیک در نمونه

• نمایانگر بار آلودگی آلی و کارایی تصفیه بیولوژیک

۲. روش انجام آزمایش BOD₅

• نمونه‌برداری و آماده‌سازی:

  • برداشت 300–500 mL نمونه در بطری شیشه‌ای تیره یا بسته

  • ثبت دما و اسیدیته؛ نمونه تا 6 h در سردخانه (4 °C) نگه‌داری شود

• اماده‌سازی محلول بافر و معرف:

  • بافر فسفات (pH≈7.2)، کاتالیزور هیدروکسید منیزیم و سدیم هیدروکسید

  • محلول‌های ریزمغذی (MgSO₄, CaCl₂, FeCl₃) برای تغذیه میکروارگانیسم

• تثبیت نمونه:

  • افزودن حجم مشخصی (معمولاً 1 mL در هر 300 mL نمونه) محلول بافر و املاح

  • اگر BOD زیاد باشد، رقیق‌سازی با آب اکسیژن‌دار (DO≥7 mg/L)

• اندازه‌گیری DO اولیه (DO₀):

  • با روش وینکلر یا حسگر الکتروشیمیایی/نوری

  • ثبت مقادیر DO₀

• انکوبه کردن:

  • قرار دادن بطری‌ها در انکوباتور تاریک و ثابت در 20 °C به مدت 5 روز

  • در صورت نیاز مخلوط‌کن ملایم روزانه برای جلوگیری از لخته شدن

• اندازه‌گیری DO نهایی (DO₅):

  • پایان انکوباسیون، اندازه‌گیری DO₅

  • اطمینان از اینکه DO₅ ≥ 1 mg/L (در غیر این صورت نمونه باید رقیق شود)

• محاسبه BOD₅:

  BOD5=(DO0−DO5)×VکلVنمونه (mL)×f \{BOD}_5 = \frac{(DO_0 - DO_5) \times V_{\{کل}}}{V_{\{نمونه (mL)}} \times f}

  که ff ضریب رقت نمونه است

۳. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• بطری‌های BOD (300 mL) شیشه‌ای یا پلی‌اتیلنی، درپوش محکم

• انکوباتور با دمای ثابت 20 °C و تاریک

• DO متر یا کیت وینکلر

• پی‌اچ‌متر و کالیبراسیون بافر

• محلول‌های بافر فسفات و محلول‌های املاح (Mg, Ca, Fe)

• ارلن یا پی‌پت برای افزودن دقیق معرف‌ها

• منبع اکسیژن یا هواده برای رقیق‌سازی

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater: روش 5210 B (BOD₅)

• ISO 5815‑1,2: Determination of BOD by dilution and manometric methods

• EPA Method 405.1: BOD₅ by dilution technique

• ASTM D 2572: Standard Test Methods for BOD₅

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• حفظ دمای دقیق 20 °C ±1 °C در طول 5 روز

• رعایت تاریکی مطلق؛ نور باعث فتوسنتز و تغییر DO می‌شود

• بررسی DO₅≥1 mg/L تا از مصرف تمام اکسیژن جلوگیری شود

• کالیبراسیون روزانه DO متر و پی‌اچ‌متر

• اجتناب از هوادهی زیاد هنگام رقیق‌سازی که ممکن است میکروب‌ها را تخریب کند

• ثبت دقیق زمان شروع/پایان، حجم نمونه، ضریب رقت و عدم نشت بطری

• انطباق با محدوده غلظت: برای فاضلاب غلیظ (> 400 mg/L BOD) رقیق‌سازی لازم است

خلاصه:
آزمایش BOD₅ با روش رقت و تثبیت بافر فسفات مطابق Standard Methods 5210 B یا ISO 5815 انجام می‌شود. کلید موفقیت «حفظ دمای 20 °C، تاریکی کامل، اندازه‌گیری دقیق DO₀/DO₅ و رعایت ضریب رقت» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش اکسیژن محلول (DO) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های اندازه‌گیری DO

• روش وینکلر (Winkler Titration)

  1. تثبیت نمونه با MnSO₄ وalkaline KI

  2. اسیدی‌سازی و آزادسازی I₂ متناسب با DO

  3. تیتر با Na₂S₂O₃ تا رنگ ناپدید شود

  4. محاسبه DO بر حسب mg/L از حجم تیتر

• حسگر الکتروشیمیایی

  • قطبی‌گرافی کلارک (Polarographic Clark): جریان الکترولیتی متناسب با غلظت O₂

  • حسگر گالوانیک: تولید جریان خودبه‌خودی با O₂ به‌عنوان گیرنده الکترون

• حسگر نوری (Optical/Luminescent)

  • فلورسانس یا فسفرسانس ماده حساس به O₂ (مثلاً ruthenium complex)

  • زمان یا شدت خاموشی فلورسانس ↔ DO

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• بسته وینکلر: بطری‌های تیتراسیون، معرف MnSO₄، محلول قلیایی KI، محلول اسید، نشانه‌گر نشاسته

• DO متر پرتابل: پراب الکترود کلارک یا گالوانیک با جبران دما

• DO متر رومیزی: حسگر نوری با نمایشگر LCD و ثبت خودکار

• سیستم همزن (Stirrer): برای توزیع یکنواخت O₂ زیر غشاء الکترود

• کالیبراسیون: با محلول اشباع اکسیژن (در آب مقطر اشباع با هوای استاندارد)

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑O G/T (Standard Methods): وینکلر کلراتیمتری

• ISO 5814: تعیین DO با روش وینکلر

• EPA Method 360.1: الکترود الكتروشیمیایی

• ASTM D888‑05: روش وینکلر و حسگر الکتروشیمیایی

• EN 25814: روش نوری برای DO

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری:

  • پراب را در عمق ≥ 20 cm زیر سطح نگه دارید تا حباب هوا ایجاد نشود

  • اندازه‌گیری را بلافاصله پس از نمونه‌برداری انجام دهید (≤ 15 min)

• کالیبراسیون:

  • هر روز یا پیش از هر شیفت کاری؛ استفاده از آب اشباع O₂ (هوادهی با هوا یا نیتروژن)

• دمادماسنجی:

  • DO وابسته به دما است؛ دیتالاگر یا پراب دماسنج‌دار برای جبران خودکار

• نگهداری الکترود:

  • تعویض غشاء (Clark) هر ماه یا اگر جریان کم شد

  • تمیزکردن مغزی با آب مقطر و پرهیز از تضعیف یا پارگی غشاء

• جلوگیری از آلودگی:

  • از دست‌زدن به غشاء با دست یا مواد شیمیایی خودداری کنید

  • پراب را پیش از اندازه‌گیری چند بار در نمونه هم بزنید تا اکسیژن مازاد پراکنده شود

• محدودیت‌ها:

  • فاضلاب با غلظت بالای جامدات معلق ممکن است روی خوانش حسگر تأثیر بگذارد؛ در صورت نیاز نمونه را صاف کنید

خلاصه:
اندازه‌گیری DO را می‌توان با روش وینکلر (APHA 4500‑O G) برای دقت بالا یا حسگر الکتروشیمیایی/نوری (EPA 360.1, ISO 5814) برای سهولت و پایش مداوم انجام داد. کالیبراسیون روزانه، جبران دما، همزدن نمونه و نگهداری دقیق الکترود برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش کدورت ظاهری (Apparent Turbidity)

۱. روش انجام

• استفاده از روش نِفلومتری (پراکندگی نور در زاویه ۹۰°)

• صفر بندی دستگاه با آب دیونیزه یا محلول formazin صفر

• قرار دادن نمونه‌ی صاف‌نشده در کوورت و صبر تا پایداری عدد (< 30 s)

۲. دستگاه‌ها و لوازم

• توربیدیمتر نِفلومتری (90° nephelometric) پرتابل یا رومیزی

• منبع نور LED یا لامپ تنگستن فیلترشده (λ≈860 nm)

• آشکارساز فوتوولتائیک سیلیکونی

• کوورت شیشه‌ای یا کوارتزی تمیز و بدون خط و خش

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• ISO 7027 (روش نوری – LED یا tungsten)

• EPA Method 180.1 (Nephelometric Method)

• APHA 2130 B (Standard Methods)

• ASTM D 1889 (Turbidity Standard)

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• کالیبراسیون روزانه با استاندارد formazin در سطوح 0.1، 20، 200، 800 NTU

• جلوگیری از ورود نور محیط: اندازه‌گیری در محفظه تاریک یا با درپوش بسته

• شستشوی کوورت قبل و بعد از هر نمونه با آب مقطر و خشک‌کردن بدون پرز

• کنترل کدورت‌های بسیار بالا با رقیق‌کردن نمونه و اصلاح ضریب رقت

• ثبت دما و استفاده از جبران دما (در صورت نیاز)

آزمون بو (Odor Assessment)

۱. روش‌های انجام

• Threshold Odor Number (TON) یا Odor Dilution Test: رقیق‌سازی سریالی نمونه در آب بی‌بو تا اولین بار که پنل بویایی آن را حس نکند

• Dynamic Olfactometry: پمپ هوا از طریق زنجیره‌ای از رقت‌ها به داخل حفره‌دهان داوران هدایت می‌شود تا OD (odor detection) تعیین شود

• Field Sniff Test: نمونه‌ی باز یا بطری باز در محل به‌طور مستقیم تنفس شده و شدت بو با مقیاس 0–5 ارزیابی می‌شود

۲. دستگاه‌ها و لوازم

• دستگاه الکتریکی پمپ رقیق‌ساز (olfactometer) استاندارد با چند کانال رقت

• داوران آموزش‌دیده (panelists) با سلامت بویایی تأییدشده

• کاسه‌های بوگیری شیشه‌ای (odor jars) یا گلاس‌وارم

• کارت‌های ارزیابی بوی (score sheets) با مقیاس عددی یا تصویری

• کیت‌های بوی سریع میدانی (sniff sticks) برای ارزیابی بوهای خاص (مثلاً آمین، سولفید)

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• ISO 16000‑28: Dynamic Olfactometry (Air quality — Determination of odor concentration by dynamic olfactometry)

• EN 13725: Air quality — Determination of odor concentration by dynamic olfactometry

• EPA AG-18: Compendium Method for Determination of Odor by Dilution and Air Comparison Test

• APHA 2180 B: Odor in Water and Wastewater

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• انتخاب و آموزش مناسب داوران (بدون مصرف دخانیات، بدون بیماری بویایی)

• رقیق‌سازی ارائه‌شده به‌صورت تصادفی و طرح‌بندی دو سو کور

• حفظ یکنواختی دما و رطوبت در اتاق تست (20–25 °C, RH 40–60 %)

• اجتناب از بوهای مزاحم محیطی (عطر، حلال‌ها) در محل تست

• فاصله زمانی مناسب بین آزمون‌ها برای اجتناب از خستگی بویایی

• ثبت دقیق رقت‌های هر پنل و میانگین‌گیری نتایج

خلاصه:
کدورت ظاهری را با توربیدیمتر نِفلومتری مطابق ISO 7027/EPA 180.1/APHA 2130B اندازه‌گیری کنید و نکات کالیبراسیون، کوورت، نور محیط و رقیق‌سازی را رعایت نمایید. بو را با TON یا dynamic olfactometry مطابق EN 13725 و EPA AG-18 با داوران آموزش‌دیده و شرایط کنترل‌شده انجام دهید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش مواد جامد معلق (TSS) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت TSS

• نشان‌دهنده غلظت ذرات معلق در آب که می‌تواند حامل میکروب، مواد آلی و فلزات سنگین باشد

• معیار اصلی ارزیابی کارایی فیلتراسیون و فرآیندهای ته‌نشینی در تصفیه آب و فاضلاب

۲. روش انجام آزمون TSS

1. نمونه‌برداری

   • برداشت حداقل 500 mL در بطری شیشه‌ای یا پلاستیکی تمیز

   • حمل سریع به آزمایشگاه و نگهداری در یخچال تا 24 ساعت

2. آماده‌سازی و فیلتراسیون

   • وزن کوارتز یا فیلتر سلولزی خشک و خالی (W₁)

   • صاف کردن نمونه با دستگاه فیلتر خلأ یا سرنگ‌فیلتر (قطر منافذ 1.5–2 µm)

3. شستشو و خشک‌سازی

   • شستن فیلتر با چند میلی‌لیتر آب مقطر برای حذف نمک‌های محلول

   • خشک‌کردن فیلتر همراه با رسوب در فر با دمای 103–105 °C به مدت 1 ساعت

4. سردسازی و توزین نهایی

   • سردکردن فیلتر در دسیکاتور تا دمای آزمایشگاه

   • وزن مجدد فیلتر با رسوب (W₂)

5. محاسبه TSS

   TSS (mg/L)=W2−W1Vنمونه (L)×103\{TSS (mg/L)} = \frac{W_2 - W_1}{V_{\{نمونه (L)}}} \times 10^3

۳. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• فیلتر خلأ یا سرنگ‌فیلتر با منافذ 1.5–2 µm

• پمپ خلأ یا منبع فشار برای عبور نمونه از فیلتر

• فر آزمایشگاهی قابل تنظیم در 103–105 °C

• دسیکاتور برای سردسازی فیلتر

• ترازو دقیق با دقت ±0.1 mg

• کوره شستشوی کوارتز یا فیلتر سلولزی

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 2540‑D

• ISO 11923 (Determination of TSS in wastewater)

• EPA Method 160.2 (Total Suspended Solids, Gravimetric)

• ASTM D 5907 (Standard Test Method for TSS)

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• کالیبراسیون ترازو: قبل از هر سری اندازه‌گیری، با وزنه‌های مرجع

• تمیزی فیلتراسیون: اجتناب از پارگی یا سوراخ‌شدن فیلتر هنگام نصب

• حجم دقیق نمونه: ثبت حجم نمونه پس از صاف شدن (V)

• زمان خشک‌کردن کافی: اطمینان از دستیابی به وزن ثابت (دو توزین پشت سرهم با اختلاف < 0.5 mg)

• شستشوی ملایم فیلتر: جلوگیری از شسته‌شدن ذرات معلق روی فیلتر

• ثبت شرایط آزمایش: دما، رطوبت آزمایشگاه و زمان خشک‌کردن برای انطباق با استاندارد

• اجتناب از آلودگی محیطی: پوشاندن فیلترها هنگام سردسازی و حمل و نقل

خلاصه:
روش TSS با صاف‌سازی نمونه، خشک‌کردن رسوب روی فیلتر و توزین گراومتریک مطابق Standard Methods 2540‑D انجام می‌شود. دقت در کالیبراسیون ترازو، تمیزی و یکپارچگی فیلتر، و ثبت حجم نمونه و شرایط خشک‌سازی برای حصول نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه‌گیری هدایـت الکتریکی (Conductivity) و مجموع جامدات محلول (TDS) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت اندازه‌گیری

• هدایت الکتریکی (EC) شاخص مستقیم غلظت یون‌های حل‌شده (نمک‌ها، فلزات) است.

• TDS (Total Dissolved Solids) مجموع جامدات محلول است که معمولاً از EC با ضریب تبدیل تقریب زده می‌شود.

• کنترل EC/TDS در:

  • آب آشامیدنی (حد مجاز WHO ≤ 1 000 mg/L)

  • آب صنعتی (مشخصات بویلر، برج خنک‌کن)

  • فرآیندهای بیولوژیک (MBR، لجن فعال)

۲. روش‌های انجام آزمون

آزمون شرح واحد

Conductivity فروبردن پراب هدایت در نمونه؛ خواندن EC با جبران دما (25 °C)µS/cm یا mS/cm

TDS (محاسبه) TDS (mg/L)=EC (µS/cm)×k\text{TDS (mg/L)} = \text{EC (µS/cm)} \times kmg/L

TDS (گرما) فیلتراسیون → خشک‌کردن رسوب → توزین: ΔmV×106 \frac{\Delta m}{V} \times10^6mg/L

• k ضریب تبدیل: معمولاً 0.5–0.7 (بسته به ماتریس آب؛ آب شیرین k≈0.65)

• روش گرمابی (gravimetric) مرجع ولی زمان‌بر و مناسب آزمایشگاه است.

۳. دستگاه‌ها و مشخصات فنی

1. پراب هدایت پرتابل

   • محدوده: 0…200 mS/cm

   • دقت: ±0.5 % خوانش

   • تفکیک: 0.01 µS/cm (در محدوده پایین)

   • جبران دما خودکار یا دستی (β≈2 %/°C)

2. رومیزی (Benchtop) EC متر

   • محدوده: 0.01 µS/cm…1000 mS/cm

   • دقت: ±0.1 % خوانش

   • تفکیک: 0.01 µS/cm

   • کالیبراسیون چند نقطه‌ای با محلول‌های استاندارد (84, 1413, 12 880 µS/cm)

3. پراب TDS ترکیبی

   • نمایش مستقیم TDS با k قابل تنظیم

   • محدوده: 0…10 000 mg/L

4. کیفیت پراب

   • الکترود چهارپولی (4‐pole) برای دقت بالا و کاهش اثر پلاریزاسیون

   • مواد مقاوم به خوردگی (تیتانیوم، PEEK) برای فاضلاب

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• ISO 7888: اندازه‌گیری هدایت آب با الکترود شیشه‌ای/فلزی

• ASTM D1125: متر کردن EC آب

• EPA Method 120.1: هدایت الکتریکی در آب

• APHA 2510 B: اندازه‌گیری EC/TDS

• Standard Methods 2540 C: تعیین TDS (gravimetric)

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

1. کالیبراسیون دوره‌ای

   • محلول‌های با EC شناخته‌شده: 84, 1413, 12 880 µS/cm

   • حداقل ماهی یک بار یا پیش از هر سری اندازه‌گیری

2. جبران دما

   • هدایت با دما تغییر می‌کند (~ 2 %/°C)

   • دستگاه‌های مدرن خودکار دما را به 25 °C تبدیل می‌کنند؛ در غیر این صورت β دستی تنظیم شود.

3. نگهداری پراب

   • شستشو با آب مقطر پس از هر نمونه

   • اجتناب از خشک‌شدن الکترود؛ در محلول نگهداری موقت (معمولاً محلول کالیبراسیون رقیق)

4. اثر ماتریس

   • آب فاضلاب غلیظ ممکن است نیاز به رقت (1:10 یا بیشتر) داشته باشد

   • ضریب k برای TDS باید براساس آزمون گرما (gravimetric) اصلاح و تعیین شود

5. رعایت حجم نمونه و همگن‌سازی

   • نمونه‌ی همگن و بدون حباب هوا

   • پراب کاملاً غوطه‌ور در حجم ≥ 50 mL

خلاصه:
EC/TDS را با پراب چهارپولی و کالیبراسیون استاندارد مطابق ISO 7888, EPA 120.1, و APHA 2510B اندازه‌گیری کنید. جبران دما (25 °C)، نگهداری صحیح پراب و تعیین ضریب k برای TDS ضروری‌اند تا نتایج دقیق و قابل‌اتکا حاصل شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه‌گیری کدورت در آب و فاضلاب

۱. اهمیت اندازه‌گیری کدورت

• شاخص ذرات معلق: کدورت نشان‌دهنده غلظت ذرات معلق (سوسپانسیون) است که می‌تواند حامل میکروارگانیسم، مواد آلی و فلزات سنگین باشد.

• کارایی تصفیه: افت کدورت پس از انعقاد/فلوکولاسیون و فیلتراسیون معیار اصلی ارزیابی عملکرد تصفیه‌خانه است.

• گندزدایی و سلامت: ذرات معلق پناهگاه میکروب‌ها هستند و می‌توانند مانع نفوذ اشعه UV و جلوه‌گیری کلر گردند.

۲. نحوه انجام آزمون

1. آماده‌سازی دستگاه و نمونه

   • روشن کردن توربیدیمتر و صفردهی (zero) با آب دیونیزه یا گلوله کالیبراسیون (formazin)

   • تنظیم دما: اکثر دستگاه‌ها در 20 °C استاندارد شده‌اند؛ اگر نمونه دمای متفاوت دارد، از جبران دما استفاده کنید.

2. نمونه‌برداری

   • برداشت نمونه در بطری شفاف و تمیز (بدون هوا)

   • حمل سریع به آزمایشگاه یا اندازه‌گیری میدانی حداکثر تا 30 min

3. اندازه‌گیری

   • پر کردن کوارتز یا کُوورت تا علامت (حداقل 10 mL)

   • قرار دادن در نگهدارنده (cell holder) و بستن درپوش برای جلوگیری از پراکندگی نور محیط

   • خواندن عدد کدورت بر حسب NTU (Nephelometric Turbidity Units) یا FTU

4. ثبت داده

   • یادداشت: دما، زمان نمونه‌برداری، عمق (برای آب سطحی)، پیش‌تصفیه (تصفیه مقدماتی)

۳. دستگاه‌ها و مشخصات فنی

دستگاه محدوده NTU دقت تفکیک استاندارد چراغ

توربیدیمتر رومیزی0.01–1000 NTU±0.01 NTU (<1 NTU)0.01 NTU90° Nephelometric

توربیدیمتر پرتابل0.1–1000 NTU±0.1 NTU (<10 NTU)0.1 NTU90° یا چند زاویه‌ای

تورسنسور چند زاویهup to 4000 NTU±2 % Reading0.01 NTU90°, 15°, 135°

• منبع نور: LED یا لامپ تنگستن فیلترشده در λ≈860 nm

• آشکارساز: فوتوسل سیلیکونی به‌صورت زاویه 90° (بازتاب پراکنده)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• ISO 7027: روش نوری (LED یا لامپ تنگستن) با آشکارساز 90°؛ نسخه مرطوب (ISO 7027‑1) و نسخه پرتابل (ISO 7027‑2)

• EPA Method 180.1: Nephelometric Method for Turbidity Measurement

• Standard Methods (APHA) 2130 B: Nephelometric Method, 90° scattering

• ASTM D 1889: Turbidity Standard for water and wastewater

• USEPA 180.2: Nephelometric turbidity, portable and benchtop

۵. نکات کلیدی و مراقبتی

1. کالیبراسیون و استانداردسازی

   • استفاده از ست استاندارد formazin در رنج‌های 0.1, 20, 200, 800 NTU

   • کالیبره کردن روزانه یا قبل از هر سری اندازه‌گیری

2. روشنایی محیط

   • اندازه‌گیری را در محیط کم‌نور یا با کاسهٔ بسته انجام دهید تا نور محیط تداخل نکند.

3. آلودگی کوورت

   • هر کوورت را قبل و بعد از نمونه‌برداری با آب دیونیزه شسته و با دستمال بدون پرز خشک کنید.

   • خط و خش و اثر انگشت باعث خطا در پراکندگی نور می‌شود.

4. اثرات رنگ و مواد حل شونده

   • رنگ محلول (مانند تانین‌ها) روی پراکندگی نور تأثیری ندارد، اما رنگ شدید می‌تواند جذب نور را افزایش دهد؛ در صورت وجود رنگ شدید، روش ISO 7027 با λ = 860 nm ترجیح داده می‌شود.

5. کدورت‌های بسیار بالا

   • اگر NTU > 1000، نمونه را رقیق کنید با آب مقطر یا نمونه ته‌نشین‌شده و ضریب رقت را لحاظ کنید.

6. دمای نمونه

   • اختلاف دما (±10 °C) روی چگالی و پراکندگی نور تأثیر کم دارد اما در رنج‌های صنعتی توصیه می‌شود دما بین 10–30 °C باشد یا جبران دما فعال باشد.

خلاصه:
برای سنجش کدورت از توربیدیمتر نوری 90° (Portable یا Benchtop) مطابق ISO 7027 و EPA 180.1 / APHA 2130 B استفاده می‌شود. با کالیبراسیون منظم با استاندارد formazin، شستشوی کوورت، کنترل نور محیط و مدیریت رقت نمونه می‌توان داده‌های دقیق و قابل‌اتکا به‌دست آورد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه‌گیری رنگ در آب و فاضلاب

۱. اهمیت اندازه‌گیری رنگ

• نشانه آلودگی آلی: رنگ اغلب از مواد آلی طبیعی (HA, FA)، رنگ‌برهای صنعتی یا ماتریس فاضلاب نشأت می‌گیرد.

• تأثیر فرآیند تصفیه: رنگ شاخصی برای کارایی جذب سطحی (GAC)، انعقاد/فلوکولاسیون و کربن فعال است.

• ملاحظات ظاهری: رنگ غیرطبیعی ‌آب آشامیدنی پذیرفته نیست و موجب نارضایتی مصرف‌کننده می‌شود.

۲. انواع رنگ

1. رنگ ظاهری (Apparent Color): شامل ذرات معلق + رنگ محلول؛ با نمونه صاف‌نشده اندازه‌گیری می‌شود.

2. رنگ واقعی (True Color): فقط رنگ مواد محلول؛ پس از صاف‌سازی (فیلتراسیون 0.45 µm) سنجیده می‌شود.

3. رنگ ویژه (Platinum‑Cobalt Units, PCU / Hazen): مقیاس استاندارد (0–500 PCU) براساس محلول‌های رفرنس Pt–Co.

۳. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر رومیزی یا پرتابل

  • طول موج: 455 nm (براساس Standard Methods)

  • تفکیک: ≥ 0.1 nm؛ دقت Abs ±0.002

• کبرا-کواتر (کویورت) شیشه‌ای یا کوارتز

  • طول مسیر نوری 10 mm؛ پاکیزه و بدون خط و خش

• کیت‌ رفرنس Platinum‑Cobalt

  • محلول‌های با مقادیر معلوم: 5, 10, 20, 50, 100 PCU

• فیلتر خلأ یا سرنگ‌فیلتر 0.45 µm

  • برای جداسازی ذرات معلق (رنگ واقعی)

• دماسنج و همزن مغناطیسی

  • تثبیت دما (20 ± 2 °C) و همگن‌سازی نمونه

۴. روش انجام آزمایش

1. نمونه‌برداری

   • حجم: حداقل 100 mL؛ نمونه را در بطری شفاف و بدون هواگیری نگهدارید

   • نگهداری: در یخچال تا 24 h؛ قبل از اندازه‌گیری به دمای آزمایشگاه (~20 °C) برسانید

2. آماده‌سازی نمونه

   • برای رنگ ظاهری: مستقیماً وارد کوارتز کنید.

   • برای رنگ واقعی: فیلتر 100 mL از نمونه با سرنگ‌فیلتر 0.45 µm؛ از فاز عبوری استفاده کنید.

3. کالیبراسیون دستگاه

   • صفر‌بندی (Blank) با آب مقطر یا بافر استاندارد (PCU=0)

   • خواندن محلول‌های رفرنس PCU و تهیه منحنی کالریبراسیون (Abs vs PCU)

4. اندازه‌گیری

   • نمونه را در کوارتز غوطه‌ور، در مسیر نور قرار دهید

   • خواندن Absorbance در λ=455 nm

   • محاسبه رنگ (PCU) با استفاده از منحنی کالیبراسیون:

     PCU=Asample−A0s \text{PCU} = \frac{A_{\text{sample}} - A_0}{s}

     که A0A_0 صفر و ss شیب منحنی است.

5. گزارش نتایج

   • رنگ ظاهری و رنگ واقعی بر حسب PCU (یا Hazen)

   • دما، زمان نمونه‌برداری، فیلتراسیون، منحنی کالیبراسیون و نامرغوبی‌های احتمالی (کدورت) را مستند کنید.

۵. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater

  • 4500‑C (D): روش اسپکتروفوتومتریک در 455 nm

• ISO 7887: روش تعیین رنگ با اسپکتروفوتومتر

• EPA Method 110.2: تعیین رنگ با Platinum–Cobalt scale

• ASTM D1045: روش‌های رنگ‌سنجی در آب

• APHA 2120 C: دستورالعمل اجرای آزمایش

۶. نکات کلیدی و ملاحظات

1. تداخل کدورت:

   • اگر NTU > 5، رنگ ظاهری تحت تأثیر قرار می‌گیرد؛ اولاً کدورت را کاهش دهید یا روش مجزا گزارش کنید.

2. دمای ثابت:

   • ضریب جذب مواد آلی با دما تغییر می‌کند؛ نمونه و استانداردها را در دمای یکسان اندازه‌گیری کنید.

3. کوبورت‌های تمیز:

   • آلودگی سطحی یا خط‌وخش باعث خطای ±0.005 Abs می‌شود؛ قبل و بعد از هر اندازه‌گیری بشویید.

4. انحلال استاندارد:

   • محلول‌های Pt–Co تازه تهیه و طی 6 ماه مصرف شوند؛ تاریخ و غلظت دقیق برچسب‌گذاری گردد.

5. بازه خطی:

   • مطمئن شوید Abs نمونه در محدوده 0.1–1.0 باشد؛ در صورت بالاتر بودن رقیق کنید و ضریب رقت لحاظ شود.

خلاصه:
رنگ آب و فاضلاب را با اسپکتروفوتومتر در λ=455 nm مطابق Standard Methods 4500‑C(D) یا ISO 7887 اندازه می‌گیرند. نمونه‌ها به‌صورت ظاهری و پس از فیلتراسیون 0.45 µm (رنگ واقعی) سنجیده می‌شوند. استفاده منظم از استانداردهای Pt–Co، کالیبراسیون روزانه، دمای پایدار و کنترل کدورت برای حصول داده‌های دقیق و قابل‌اتکا ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه‌گیری pH در آب و فاضلاب

۱. اهمیت pH

• pH نشان‌دهنده اسیدی یا بازی‌بودن آب است و بر واکنش‌های شیمیایی (انحلال فلزات، رسوب‌دهی)، کارایی گندزدایی (کلرزنی، ازن)، فعالیت باکتری‌ها در تصفیه بیولوژیک و خورندگی لوله‌ها تأثیر می‌گذارد.

۲. روش‌های انجام آزمایش

روش شرح مناسب برای

پروب الکترود شیشه‌ای (Field/Lab) فروبردن الکترود در نمونه؛ صبر تا پایداری خوانش (10–30 s)؛ ثبت pH و دما میدانی و آزمایشگاه

کاغذ pH (Test Strips) فروکردن نوار در آب؛ مقایسه رنگ با جدول (±0.5 pH)غربالگری سریع میدانی

کیت‌های رنگ‌سنج (Colorimetric) افزودن معرف به نمونه؛ مقایسه رنگ با استاندارد (±0.1 pH) میدانی/آزمایشگاه

پروب آنالوگ/دیجیتال با دیتالاگر اتصال پراب به دیتا‌لاگر؛ ثبت پیوسته pH و دماپایش مداوم در تصفیه‌خانه‌ها

میکروفلوئیدیک (µPADs) جذب چند میکرولیتر نمونه روی کاغذ با مقیاس رنگی pH + خوانش موبایلی میدانی کم‌حجم

۳. دستگاه‌ها و مشخصات فنی

1. pH متر پرتابل (Handheld)

   • محدوده: 0…14 pH

   • دقت: ±0.01 pH

   • تفکیک: 0.01 pH

   • الکترود: شیشه‌ای ترکیبی مقاوم به جامدات معلق

2. pH متر رومیزی (Benchtop)

   • محدوده:  –2…16 pH

   • دقت: ±0.002 pH

   • تفکیک: 0.001 pH

   • قابلیت دماکامپنسیشن خودکار و کالیبراسیون سه‑نقطه‌ای

3. الکترود شیشه‌ای ترکیبی

   • بدنه: پلی‌پروپیلن یا PEEK قابل شستشو

   • سنسور دما داخلی (NTC/PT100)

   • مخزن داخلی پر از محلول KCl اشباع

4. نوارهای کاغذی pH

   • محدوده: 0–14 pH

   • دقت: ±0.5 pH

   • کاربری یک‌بارمصرف، بدون نیاز به کالیبراسیون

5. کیت‌های رنگ‌سنج

   • معرف فنول‌فتالئین، متیل رد، بروموتیمول بلو

   • رنج تفکیک: 0.5–1 pH

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• ISO 10523: تعیین pH در آب (روش الکترود شیشه‌ای)

• ISO 17916: تعیین pH در فاضلاب و آب صنعتی

• EPA Method 150.1: اندازه‌گیری pH با الکترود شیشه‌ای

• Standard Methods (APHA) 4500‑H⁺ B: روش الکترود برای نمونه‌های آب/فاضلاب

• ASTM D1293: روش برای تعیین pH در آب

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

1. کالیبراسیون الکترود

   • حداقل روزانه یا قبل از هر سری اندازه‌گیری

   • استفاده از بافرهای استاندارد pH 4.00, 7.00 و 10.00

   • دماکامپنسیشن: بافرها در دمای نمونه یا فعال‌سازی دماسنج الکترود

2. نگهداری الکترود

   • پس از استفاده شستشو با آب مقطر

   • نگهداری در محلول ذخیره KCl 3 M یا محلول کارخانه

   • پرهیز از نگهداری خشک یا در آب مقطر

3. نمونه‌برداری

   • پراب را در عمق ≥ 10 cm زیر سطح غوطه‌ور کنید

   • اگر نمونه در بطری است، پراب را داخل بطری مرده (dead volume) قرار دهید و ۳۰ s صبر کنید

4. تأثیر جامدات معلق و رنگ

   • در نمونه‌های کدر یا دارای روغن، قبل از اندازه‌گیری پراب را شستشو دهید

   • بهتر است نمونه را صاف (فیلتر 0.45 µm) یا ته‌نشین کرده و فقط فاز آبی را اندازه بگیرید

5. اصول ثبت داده

   • همزمان با pH، دما را یادداشت کنید (برای تفسیر غیردماسنجی)

   • زمان، محل، شرایط جوی و جریان آب یا فاضلاب را گزارش کنید

خلاصه:
اندازه‌گیری pH در آب و فاضلاب با الکترود شیشه‌ای (میدانی یا رومیزی) دقیق‌ترین روش است و باید کالیبراسیون روزانه، نگهداری درست الکترود و تأمین دماکامپنسیشن را رعایت کنید. برای غربالگری سریع میدانی از نوارهای pH یا کیت‌های رنگ‌سنج استفاده شود و بر اساس ISO 10523, EPA 150.1 و APHA 4500‑H⁺ B کار کنید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب