TROEBELHEID

Wat is troebelheid?

Waarom troebelheid meten?

Er zijn veel redenen om de troebelheid van water te meten, maar de primaire reden is om de reinheid ervan te meten. Of het nu gaat om bronwater, zoals van een openbaar toegankelijk meer of drinkwater in een gemeentelijk waterdistributiesysteem.

Troebelheid werd oorspronkelijk in de vroege jaren 1900 gebruikt als kwalitatieve meting om de esthetische kwaliteit van drinkwater te classificeren.

Het huidige proces is vergelijkbaar omdat het gebaseerd is op kwalitatieve observaties, maar dat instrumenten omvat die lichtverstrooiingstechnologie gebruiken voor specifiekere uitlezingen.

Kwaliteit en esthetiek, gezondheid en naleving zijn slechts een paar redenen waarom het meten van troebelheid belangrijk is.

Kwaliteit en esthetiek

Water dat er troebel uitziet, is niet alleen visueel onaantrekkelijk maar is ook een teken van een slechte waterkwaliteit, en mogelijk bacterieel besmet. Als drinkwater een hoge troebelheid had en alles behalve kristalhelder was, zou dat een alarmteken zijn dat het water misschien niet veilig is om te drinken.

Een hoge troebelheid kan ook op een milieuprobleem wijzen. Hoewel het normaal is dat sommige zwevende deeltjes aanwezig zijn in meren en rivieren, kan de aanwezigheid van te veel deeltjes in clusters erop wijzen dat er sprake is van bepaalde soorten van erosie. Sedimentatie kan bijvoorbeeld niet alleen meren en rivieren esthetisch onaantrekkelijk maken, maar kan ook ecosystemen bedreigen.

Hogere deeltjesniveaus voorkomen dat licht onder het oppervlak doordringt naar vissen en planten die daar leven. Deze deeltjes kunnen ook meer warmte absorberen, waardoor het voor sommige organismen onmogelijk is om te overleven als de watertemperatuur te hoog stijgt.

Waterlichamen met een lage troebelheid kunnen daarentegen duiden op een gezond ecosysteem met weinig erosie. De esthetische voordelen van een lage troebelheid komen ook ten goede aan de recreatie- en toerisme-industrie, wat leidt tot een betere levenskwaliteit in het algemeen.

Gezondheidsredenen

Water dat rijk is aan vaste deeltjes kan een toevluchtsoord bieden voor bacteriën en ziekteverwekkers om er te groeien. Indien onbehandeld, kan een hoge troebelheid leiden tot uitbraken van watergedragen ziekten. Vandaag de dag zijn de twee meest voorkomende bedreigingen in de Amerikaanse en Europese drinkwatersystemen giardia lamblia cysten en cryptosporidium parvum oöcysten.

Dergelijke ziekteverwekkers zijn niet zichtbaar voor het blote oog, maar ze kunnen desondanks hogere troebelheidsniveaus veroorzaken. Door een monster van drinkwater te nemen en de troebelheid ervan te meten, is het mogelijk te bepalen hoeveel reflecterende deeltjes van invloed zijn. Hoger dan normale niveaus wijzen erop dat het water mogelijk niet veilig is om te drinken en moet worden getest op de aanwezigheid van bacteriën.

Aangezien de troebelheidsniveaus dagelijks veranderen in drinkwaterbronnen zoals grote meren, dienen installatie-exploitanten hun behandelingsprocessen regelmatig te controleren en dienovereenkomstig aan te passen.

Naleving van regelgeving

De Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) en de Europese conventie (EU) 2020/2184 hebben verschillende normen voor de waterkwaliteit op basis van troebelheidsmetingen. Exploitanten van waterzuiveringsinstallaties zijn verplicht om troebelheidsmeters wekelijks of maandelijks te kalibreren, afhankelijk van het type apparatuur dat wordt gebruikt.

Troebelheidsniveaus worden gemeten in nefelometrische troebelheidseenheden (NTU). Volgens de EPA moet drinkwater onder 0,15 NTU worden gehouden voor een stroom die uit een afzonderlijke filtratieleiding komt en onder 0,30 NTU voor het gecombineerde filtereffluent van een volledige waterzuiveringsinstallatie.

Drinkwaterinstallaties moeten in de EU een troebelheidswaarde van 0,3 NTU handhaven voor 95% van de monsters en niet meer dan 1 NTU. De meetintervallen zijn afhankelijk van het dagelijks geleverde volume. Continue meting is vereist voor volumes >10,000 m³.

Als we bedenken hoe geavanceerd de troebelheidsmeters tegenwoordig zijn, kunnen de EPA’s en de kalibratiestandaarden en de NTU-vereisten van de Europese Conventie overdreven voorzichtig lijken. Deze voorzichtigheid is echter essentieel, gezien het feit dat veel waterzuiveringsinstallaties afhankelijk zijn van oudere apparatuur die mogelijk niet zo nauwkeurig of efficiënt is.

Aanbevolen producten om troebelheid te meten

Online-lasertroebelheidsmeters TU5300sc/TU5400sc

De TU5-serie maakt gebruik van een gepatenteerd ontwerp van de optiek, dat meer van het monster ziet dan iedere andere troebelheidsmeter, en daardoor de hoogst mogelijke precisie en gevoeligheid bij de bepaling van lage concentraties biedt en de variabiliteit tussen metingen tot een minimum beperkt. Verwijder de onzekerheid over welke meting u kunt vertrouwen tussen uw laboratorium- en procesinstrumenten, dankzij de identieke detectietechnologie van 360° x 90°.

Lees meer

Solitax sc-sensoren

Nauwkeurige, kleuronafhankelijke metingen van gesuspendeerde vaste stoffen en troebelheid conform DIN en ISO. Wegens een groot meetbereik voor zowel troebelheid als vaste stoffen biedt de Solitax sc-reeks een breed toepassingsspectrum en is het apparaat ideaal voor toepassingen voor drinkwater, afvalwater, oppervlaktewater en slibbehandeling. Een zelfreinigend apparaat voorkomt biologische afzettingen en interferentie door gasbellen. Maakt gebruik van de infrarood-duo-strooilichtmethode.

Lees meer

Surface Scatter 7 sc-troebelheidsmeter voor hoog meetbereik

De Surface Scatter 7 sc-troebelheidsmeter voor hoog meetbereik biedt superieure prestaties over een meetbereik van 0 tot 9999 NTU. De Surface Scatter 7 sc-troebelheidsmeter (SS7) van Hach is de oorspronkelijke contactloze troebelheidsmeter. In dit ontwerp wordt het gevoeligheidsverlies als gevolg van monsters met hoge troebelheid geminimaliseerd. In vloeistoffen met grote hoeveelheden opgeloste vaste stoffen maakt het ontwerp het reinigen en vervangen van de monstercel overbodig.

Lees meer

TSS sc-sensoren

De TSS sc van Hach zijn speciale digitale sondes voor het bepalen van troebelheid en gesuspendeerde vaste stoffen in waterige en ook agressieve media conform DIN EN ISO. De TSS sc-sondes zijn vervaardigd van sterk gepolijst roestvrij staal of titanium en hebben een krasbestendige saffierlens. Daarmee zijn ze ideaal voor hoge temperatuur- en drukwaarden, voor hygiënisch schone omgevingen en voor corrosieve media.

Lees meer

TU5-serie laboratorium-troebelheidsmeters

De TU5200 is ontworpen voor een revolutionaire detectietechnologie van 360° x 90°. Deze technologie is ontwikkeld om meer van het monster te kunnen zien dan met welke andere troebelheidsmeter dan ook. Deze unieke technologie wordt gebruikt in zowel de online TU5 als de TU5 tafel-troebelheidsmeters, waardoor u voor het eerst de onzekerheid kunt wegnemen van welke meting u ook moet vertrouwen.

Lees meer

TL2300 troebelheidsmeter met wolfraamlamp, EPA, 0 - 10000 NTU

De nieuwe TL23 laboratorium-troebelheidsmeter van Hach geeft de vertrouwde oude troebelheidsmeters 2100N en 2100AN een nieuw gezicht. Hij maakt gebruik van hetzelfde optische blok en biedt een verbeterde gebruikerservaring met zijn intuïtieve interface, die perfect aansluit op de overige laboratoriuminstrumenten van Hach.

Lees meer

TL2300 troebelheidsmeter met wolfraamlamp, EPA, 0 - 4000 NTU

De nieuwe TL23 laboratorium-troebelheidsmeter van Hach geeft de vertrouwde oude troebelheidsmeters 2100N en 2100AN een nieuw gezicht. Hij maakt gebruik van hetzelfde optische blok en biedt een verbeterde gebruikerservaring met zijn intuïtieve interface, die perfect aansluit op de overige laboratoriuminstrumenten van Hach.

Lees meer

2100Q draagbare troebelheidsmeter

De 2100Q draagbare troebelheidsmeter biedt handige datalogging. Er kunnen maximaal 500 metingen automatisch in het instrument worden opgeslagen, voor eenvoudige toegang en back-up. De opgeslagen informatie omvat: datum en tijd, operator-ID, leesmodus, monster-ID, monsternummer, eenheden, kalibratietijd, kalibratiestatus, foutmeldingen en het resultaat.

Lees meer

Welke toepassingen en processen vereisen troebelheidsbewaking?

Verschillende industrieën vereisen regelmatige troebelheidsmetingen om hun dagelijkse activiteiten te controleren. Naast dat een goede waterkwaliteit van essentieel belang is, profiteren verschillende processen nog meer van het meten van troebelheid.

Drinkwaterzuivering

Hoewel naleving van regelgeving belangrijk is voor gemeentelijke drinkwaterinstallaties en waterzuiveringsinstallaties, kan het meten van troebelheid ook helpen de bedrijfskosten laag te houden. Het uitvoeren van regelmatige troebelheidsmetingen kan de filterprestaties optimaliseren door efficiënte filterbackwash-cycli tot stand te brengen. En in het geval van het doorbreken van filters kunnen troebelheidsmetingen duiden op een breuk van deeltjes voordat dit een kostbaar probleem wordt dat een adequate reactie volgens de regelgeving vereist.

Uiteindelijk zijn troebelheidsmetingen een belangrijk onderdeel van de kwaliteitscontrole in waterzuiveringsinstallaties.. Ze helpen exploitanten hun belangrijkste doel te bereiken: het veilig maken van water voor consumenten om te drinken.

Drankenindustrie

Een goede waterkwaliteit is ook in de drankenindustrie van cruciaal belang, waar de smaak en de structuur van een drank van het grootste belang zijn. Voor alcoholische dranken zoals wijn en bier vormen de consistentie van smaken en de houdbaarheid de kern van de kwaliteitscontrole. Voor flessenwater en frisdranken is het voor consumenten gemakkelijk om te zien wanneer er iets is niet klopt, vooral als er sprake van troebelheid is.

Troebelheid kan enorm variëren, afhankelijk van waar water vandaan komt in de drankenindustrie. Wanneer troebelheidsmeters in werking zijn, kunnen fabrikanten de kwaliteit van hun water controleren om te zien of er extra filters of behandelingen nodig zijn. Met consistente metingen houden troebelheidsmetingen de kwaliteit in de gaten om te garanderen dat water altijd voldoet aan hoge normen voor het produceren van dranken.

Afvalwaterzuivering

Een troebelheidsmeter kan reflecteren op de hoeveelheid gesuspendeerde vaste stoffen in water in verschillende delen van het behandelingsproces, of het nu gaat om nalevingsrapportage of om procescontrole in real-time.

Troebelheidsmetingen kunnen helpen ervoor te zorgen dat effluent voldoet aan de kwaliteitsnormen voor stedelijk afvalwater.

Hoe wordt troebelheid gemeten?

Er zijn drie belangrijke manieren om troebelheid te meten en elke manier biedt voordelen voor verschillende industrieën.

Het nemen van een indirecte meting met een Secchi-schijf of -buis kan nuttig zijn voor het meten van troebelheid in verhouding tot waterhelderheid in een lichaam van oppervlaktewater zoals een meer of een rivier.

Troebelheidssensoren kunnen worden ondergedompeld in water om nauwkeurigere metingen te verrichten met behulp van lichtverstrooiingstechnieken. Sommige troebelheidsmeters kunnen metingen op een monster uitvoeren zonder de vloeistof rechtstreeks aan te raken.

Troebelheidsmeters zijn de meest veelzijdige apparaten voor het meten van troebelheid, omdat ze in een breed scala aan omgevingen kunnen worden gebruikt. Troebelheidsmeters maken gewoonlijk gebruik van een lichtstraal die invallend licht wordt genoemd en die zwevende deeltjes in het te meten monster verstrooit.

Nefelometrie

De methode voor het meten van strooilicht op 90 graden ten opzichte van de invallende lichtstraal wordt nefelometrie genoemd en de troebelheidsmeter die voor dit type meting wordt gebruikt is een nefelometer. Nefelometers detecteren de hoeveelheid verstrooid licht en vergelijken deze met een gekalibreerde meetstandaard die door de gebruiker kan worden ingesteld. Als het water troebeler is, zal het licht meer worden verstrooid. Als het minder troebel is, zal het licht minder worden verstrooid. In de VS worden alleen nefometrische methoden geaccepteerd om troebelheid te meten voor naleving van regelgeving en rapportage.

Verschillende nefelometers en troebelheidsmeters zijn bestemd voor verschillende doeleinden, hoewel hun kernprincipe qua meting hetzelfde blijft: het deel van het licht meten dat door de deeltjes wordt verstrooid.

1) Procestroebelheidsmeters voor continue bewaking

In drinkwater en sommige afvalwaterzuiveringsinstallaties is het van essentieel belang dat de troebelheid voortdurend wordt bewaakt om elke stap van het filterproces in de gaten te houden en kostbare ongelukken te voorkomen.

Procestroebelheidsmeters zijn eenvoudig, onderhoudsarm en nauwkeurig, perfect voor een omgeving waar ze nodig zijn om op een gegeven moment metingen te kunnen verrichten.

2) Laboratorium troebelheidsmeters

Troebelheidsmeters zijn perfect voor het meten van steekmonsters en het uitvoeren van een reeks testen op water uit verschillende bronnen.

Ze zijn zodanig ontworpen dat ze uiterst gevoelig en nauwkeurig zijn voor het uitvoeren van ultranauwkeurige metingen in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.

3) Draagbare troebelheidsmeters voor externe locaties

Het opzetten van een laboratorium-troebelheidsmeter op een bouwplaats of in de buurt van een rivier na een storm zou onnodig gedoe zijn.

Dat is waar draagbare troebelheidsmeters het meest op hun plek zijn. Deze handheld-apparaten zijn duurzaam, gebruiksvriendelijk en in staat om snelle testen in het veld uit te voeren.

Troebelheidsstandaarden

Troebelheidsmeters moeten worden gekalibreerd volgens de normen die zijn vastgesteld door fabrikanten en regelgevende organisaties om een nauwkeurige troebelheidsmeting te garanderen. Dit wordt vaak gedaan door het gebruik van een vloeibaar synthetisch materiaal genaamd formazine.

Formazine is de enige erkende echte primaire standaard voor het kalibreren van troebelheidsmeters. Nieuwere standaarden, zoals de StablCal gestabiliseerde formazine-troebelheidsstandaarden, bouwen voort op formazine, maar hebben een betere stabiliteit.

StablCal-standaarden, vooral verpakt in verzegelde kuvetten, zijn ideaal voor het kalibreren van troebelheidsmeters in het veld, omdat hun hogere stabiliteit en draagbaarheid een kwaliteitsmeting van laboratoriumkwaliteit garanderen, zelfs buiten het laboratorium.

Veelgestelde vragen

Hoe gebruikt u een troebelheidsmeter?

Alle troebelheidsmeters hebben verschillende gebruikseisen, dus het is belangrijk om de instructies door te nemen vóór gebruik.

Niettemin volgen de meeste troebelheidsmeters dezelfde algemene procedure voor tafel- of draagbare apparaten:

1. Verwijder de afdekking van een schone kuvet en vul de kuvet met het ongefilterde watermonster dat u wilt meten. Zorg ervoor dat u het monster roert door de container om te keren voordat u het monster in de meetcel giet om deeltjes die zich mogelijk hebben afgezet los te maken, maar zonder luchtbellen te creëren.
2. Draai de dop op de monstercel (of meetcel) vast en houd de cel vast aan de dop.
3. Veeg overtollige vloeistof, vuil of vingerafdrukken van de cel weg met een zachte, pluisvrije doek voordat u gaat meten.
4. Plaats de troebelheidsmeter op een vlakke ondergrond.
5. Schakel het apparaat in.
6. Stel het automatische bereik in.
7. Selecteer signaalmiddeling.
8. Plaats de cel in het meetcompartiment van de troebelheidsmeter.
9. Sluit het deksel van het compartiment.
10. Selecteer de knop "Read" (lezen), die u een meting in NTU moet geven.

Wat is het normale bereik voor troebelheid in water?

Vóór de desinfectie moet de troebelheid van drinkwater onder de 1 NTU liggen, volgens de normen van de Wereldgezondheidsorganisatie .

Als deze boven de 1-2 NTU ligt, neemt de effectiviteit van chlorering aanzienlijk af. In gebieden waar minder middelen beschikbaar zijn, moet de troebelheid lager zijn dan 5 NTU.

Wat is het verschil tussen troebelheidsmeters en nefelometers?

Troebelheidsmeters en nefelometers meten beide de troebelheid van water. Nefelometers zijn een type troebelheidsmeter dat de hoeveelheid licht meet die wordt gereflecteerd van deeltjes onder een hoek van 90 graden.

Zij worden vaak gebruikt om monsters met een veronderstelde lage troebelheid, zoals gefilterde watermonsters van een drinkwaterzuiveringsinstallatie te testen. Dit type troebelheidsmeter is goedgekeurd voor rapportage volgens EPA- en ISO-normen.

Wat is ultrahoge troebelheid?

Ultrahoge troebelheid is wanneer een monster zo troebel is dat traditionele nefelometrische lichtverstrooiingsmethoden niet bruikbaar zijn. Bij troebelheden van meer dan 2.000 NTU is er een afname van het nefelometrische signaal, en traditionele troebelheidsmeters kunnen geen nauwkeurige meting uitvoeren van licht dat door de gesuspendeerde vaste stoffen wordt verstrooid.

Kleur kan ook de meting van de troebelheid beïnvloeden en het gebruik van strikt nefelometrische metingen is niet altijd een nauwkeurige manier om bijvoorbeeld ultrahoge troebelheid te meten in monsters van bijvoorbeeld oppervlaktewater, afvalwater, voedingsproducten, celculturen of olie in water.

Gelukkig zijn er andere technieken die kunnen worden gebruikt om ultrahoge troebelheden te meten: namelijk overdrachts-, voorwaarts-verstrooiings- en achterwaarts-verstrooiingsmethoden. Deze methoden, soms ook wel ratio-troebelheidsmeting genoemd, worden gebruikt voor veel toepassingen waarbij een ultrahoge troebelheid moet worden gemeten, zoals het bewaken van het vetgehalte in melk.

Wat is de correlatie tussen troebelheid en totaal gesuspendeerde vaste stoffen (TSS)?

Het belangrijkste significante verschil tussen deze twee parameters is dat troebelheid is afgeleid van een methode, terwijl TSS een absolute parameter is.

Dat betekent dat TSS gravimetrisch kan worden gemeten door alle vloeistoffen te verdampen, vervolgens het vaste residu te wegen en de concentratie uit te drukken in milligram per liter (mg/l). Het verschil wordt ook weerspiegeld in verdunning - de TSS van verdunde monsters is lineair, terwijl de troebelheid niet lineair kan veranderen met de verdunning van monsters of standaarden.

Een troebelheidsmeter kan de TSS in een vloeistof schatten. Dit werkt echter alleen als er een vaste correlatie is tussen troebelheid en de TSS van het monster, die mogelijk niet duurzaam is en afhankelijk kan zijn van verschillende omstandigheden.

Wat is de geschiedenis van troebelheid?

De eerste formele maat van watertroebelheid (circa 1900) werd de Jackson Candle Method genoemd (afbeelding 1). Het was in wezen een verticale glazen buis die over een kaars werd gemonteerd. De schaal op de buis werd gekalibreerd met behulp van verdunningen van een standaardreferentieoplossing bestaande uit 1.000 deeltjes per miljoen (ppm) diatomeeënaarde (kiezelzuur) in gedestilleerd water.

De gekalibreerde meeteenheden op de buis werden Jackson Turbidity Units (JTU) genoemd. Het monsterwater werd in de buis gegoten totdat het duidelijke beeld van de kaarsvlam niet langer zichtbaar was voor het menselijk oog, gezien van bovenaf. De diepte van het water in de buis op dat punt kwam overeen met een duidelijke JTU-waarde op de schaal van de buis.

Vergeleken met de huidige instrumenten en methoden was die oorspronkelijke methode een relatief ruwe maat van troebelheid die zou kunnen resulteren in inconsistenties als gevolg van verschillen in het gezichtsvermogen van de kijker en van de gebruikte kaars.

In 1926 ontwikkelden Kingsbury, Clark, Williams en Post een nieuwe standaardreferentieoplossing (formazine-polymeer) die eenvoudiger te formuleren was. Deze bood een grotere consistentie dan Jacksons diatomeeënaarde-referentiestandaard, die afhankelijk van de materiaalbron zou kunnen variëren.

Formazine werkt ook goed voor wat betreft het repliceren van de deeltjes en troebelheid die typisch zijn in drinkwatertoepassingen. Een voordeel van formazine is dat, ook al zijn niet alle polymeerketens van dezelfde grootte, het een zeer regelmatige reactie produceert telkens als het wordt gesynthetiseerd.

De formazine-standaard was een belangrijke stap in de richting van het standaardiseren van troebelheidstests. Het wordt vandaag de dag nog steeds toegepast, terwijl andere troebelheidscomponenten, zoals lichtbronnen en lichtdetectoren, zijn verfijnd om de variabelen van kaarslicht en menselijk gezichtsvermogen te elimineren.

Afbeelding 1. De originele Jackson Candle Turbidimeter was gebaseerd op de hoeveelheid licht die van een kaars door een waterkolom werd overgebracht.