คุณภาพของน้ำเป็นปัจจัยสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์และความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อม ตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่สำคัญอย่างหนึ่งคือความขุ่น (Turbidity) ซึ่งก็คือความใสหรือความมัวที่เกิดจากอนุภาคแขวนลอย
Turbidity meter เป็นเครื่องมือสำคัญที่ใช้ในการวัดนี้ โดยจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการมีอยู่ของสารมลพิษ จุลินทรีย์ และอนุภาคอื่นๆ ในน้ำ ในบทความนี้เราจะมาสำรวจกันว่าเครื่องวัดความขุ่นคืออะไร ทำงานอย่างไร เหตุใดจึงมีความสำคัญ และการประยุกต์ใช้งานต่างๆ
Turbidity meter คืออะไร?
เครื่องวัดความขุ่น (Turbidity meter) หรือที่เรียกอีกอย่างว่าเนเฟโลมิเตอร์ คืออุปกรณ์ที่วัดความใสหรือความขุ่นของน้ำ โดยจะทำงานโดยการส่องแสงผ่านตัวอย่างน้ำและตรวจจับปริมาณแสงที่กระจัดกระจายโดยอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ
ยิ่งมีอนุภาคในน้ำมากขึ้นเท่าใด ค่าความขุ่นก็จะยิ่งสูงขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าน้ำมีความใสน้อยลง
หน่วยวัดความขุ่นคือ NTU (Nephelometric Turbidity Units) น้ำใสมักมีค่า NTU ต่ำ แต่น้ำขุ่นหรือขุ่นมากจะมีค่า NTU สูงกว่า ซึ่งอาจเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นได้
หลักการทำงาน
Turbidity meter ทำงานบนหลักการกระเจิงของแสง นี่คือการแยกย่อยขั้นตอนการทำงานของเครื่องวัด:
1.แหล่งกำเนิดแสง
เครื่องวัดความขุ่นโดยทั่วไปใช้แสง LED หรือแสงเลเซอร์ในการผ่านตัวอย่างน้ำ ลำแสงจะเข้าสู่ในน้ำในมุมที่เฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปคือ 90 องศา เพื่อวัดระดับการกระเจิงที่เกิดจากอนุภาคแขวนลอย
2.การกระเจิงของแสงและการตรวจจับ
ในขณะที่แสงผ่านน้ำ อนุภาคในน้ำจะกระเจิงแสงไปในทิศทางต่างๆ เครื่องตรวจจับแสงที่ติดตั้งในมุม (โดยปกติคือ 90 องศาจากแหล่งกำเนิดแสง) จะตรวจจับปริมาณแสงที่กระเจิงโดยอนุภาค ยิ่งมีแสงกระเจิงมาก ค่าความขุ่นก็จะสูงขึ้น
3.จอแสดงผลการวัด
เครื่องวัดความขุ่นจะแปลงปริมาณแสงที่กระเจิงเป็นค่า NTU ค่า NTU ที่สูงขึ้นบ่งชี้ว่ามีอนุภาคแขวนลอยมากขึ้น จึงมีความขุ่นมากขึ้น
หลักการทำงานโดยมีเซ็นเซอร์วัดการกระเจิงของแสง
ทำไมเครื่องวัดความขุ่นจึงมีความสำคัญ?
Turbidity meter มีความจำเป็นด้วยเหตุผลหลายประการ ซึ่งล้วนเกี่ยวข้องกับการประกันความปลอดภัย ความใส และคุณภาพของน้ำ:
1. สุขภาพและความปลอดภัย
ความขุ่นที่สูงในน้ำดื่มอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของเชื้อโรคที่เป็นอันตราย เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และปรสิต จุลินทรีย์เหล่านี้มักจะเกาะติดกับอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ ทำให้ยากต่อการกำจัดออกในกระบวนการบำบัดน้ำมาตรฐาน
2. การติดตามสิ่งแวดล้อม
เครื่องวัดนี้มีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบแหล่งน้ำธรรมชาติ เช่น ทะเลสาบ แม่น้ำ และลำธาร ความขุ่นที่เพิ่มมากขึ้นในสภาพแวดล้อมเหล่านี้อาจเกิดจากการกัดเซาะดิน น้ำฝนไหลบ่า หรือมลพิษ ความขุ่นที่สูงอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำโดยลดการส่องผ่านของแสงแดด ซึ่งจำเป็นต่อการสังเคราะห์แสงในพืชใต้น้ำ และโดยการอุดตันเหงือกของปลา
3. กระบวนการบำบัดน้ำ
เครื่องวัดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในโรงงานบำบัดน้ำ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบประสิทธิภาพของกระบวนการกรองและฆ่าเชื้อได้ โดยตรวจจับว่าอนุภาคแขวนลอยถูกกำจัดออกอย่างเหมาะสมหรือไม่ ความขุ่นสูงอาจรบกวนการทำงานของสารฆ่าเชื้อทางเคมี เช่น คลอรีน ทำให้กำจัดเชื้อโรคที่เป็นอันตรายออกจากน้ำได้ยากขึ้น
วิธีใช้เครื่องวัดความขุ่น
การใช้เครื่องวัดความขุ่นนั้นเป็นเรื่องง่าย แต่การปฏิบัติตามขั้นตอนที่ถูกต้องจะช่วยให้ได้ค่าที่แม่นยำ นี่คือคำแนะนำพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีใช้เครื่องวัดความขุ่น:
- เก็บตัวอย่างน้ำ: สำหรับเครื่องวัดแบบพกพาและแบบตั้งโต๊ะ ตัวอย่างน้ำจะถูกเก็บในขวดแก้วที่สะอาด สิ่งสำคัญคือต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนระหว่างขั้นตอนการเก็บ เนื่องจากสิ่งสกปรกหรือเศษขยะแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้ค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อนได้
- ปรับเทียบเครื่องวัด: ก่อนทำการทดสอบ ให้แน่ใจว่าเครื่องวัดความขุ่นได้รับการปรับเทียบอย่างถูกต้องโดยใช้สารละลายความขุ่นมาตรฐาน เครื่องวัดความขุ่นส่วนใหญ่มีคำแนะนำในการปรับเทียบ และจำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งเพื่อรักษาความแม่นยำ
- ใส่ตัวอย่างน้ำ: ใส่ตัวอย่างน้ำลงในช่องตัวอย่างของเครื่องวัดความขุ่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขวดนั้นสะอาดและไม่มีฟองอากาศ เนื่องจากฟองอากาศอาจส่งผลต่อความแม่นยำของค่าที่อ่านได้เช่นกัน
- ทำการวัด: กดปุ่มวัดบนเครื่องวัดความขุ่น อุปกรณ์จะส่องแสงผ่านตัวอย่าง ตรวจจับแสงที่กระจัดกระจาย และแสดงค่าความขุ่นเป็นหน่วย NTU
- บันทึกผลลัพธ์: บันทึกค่า NTU และทำการทดสอบซ้ำตามความจำเป็น เป็นเรื่องปกติที่จะต้องอ่านค่าจากตัวอย่างเดียวกันหลายครั้งเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอ
