עכירות

עכירות של 5, 50 ו-500 NTU (משמאל לימין)

עכירות (באנגלית: Turbidity) היא מדד בכימיה המבטא את צפיפות החלקיקים בתמיסה. העכירות גדלה ככל שצפיפות החלקיקים עולה.

עכירות היא תוצאה של פיזור אור. כדי שאור יתפזר, הגוף המפזר יהיה בגודל של חצי מאורך הגל המוקרן עליו. העין האנושית תקלוט עכירות רק בריכוז גבוה יחסית: עכירות נמוכה לא תיראה בעין בלתי מזוינת. כאשר עכירות בנוזל נראית לעין האנושית, פירוש הדבר שהחלקיקים בנוזל מפזרים אור בתחום האור הנראה.

מדידה

יחידת המידה הנפוצה ביותר למדוד עכירות היא FTU, ראשי תיבות של FormazinTurbidity Unit. ידועות מספר דרכים למדוד את איכות המים. הדרך הישירה היא על ידי מדידת הירידה בעוצמת האור כאשר הוא עובר דרך דגימה של המים. דרך עקיפה היא למדוד את כמות המים הנדרשת להסתיר להבה של נר במבט דרך המים, ככל שדרושה כמות גדולה יותר, כך המים צלולים יותר. המדידה נעשית ביחידות של JTU, ראשי תיבות של Jackson Turbidity Unit. מובן שהמים עצמם גורמים לניחות מסוים של קרני האור.

מכשירי מדידה מודרניים אינם משתמשים בנרות, אבל הגישה של מדידת ניחות של קרני אור במעבר דרך המים היא עדיין בשימוש. תכונת החלקיקים, אשר גורמת לפיזור קרן האור אשר ממוקדת בהם, נחשבת ליותר משמעותית במדידת עכירות המים. עכירות הנמדדת כך משמשת מכשיר הנקרא נפלומטר, עם גלאי המחובר לצד קרן האור. ככל שיותר אור מגיע לגלאי, כך יש אינדיקציה ליותר חלקיקים בנוזל, אשר גורמים לפיזור קרני האור הפוגעות בהם. יחידות המידה במכשיר כזה נקראות NTU, ראשי תיבות של Nephelometric Turbidity Unit. כמות האור המתפזרת עבור כמות חלקיקים נתונה, תלויה בתכונותיהם, כמו צורה, צבע והחזרה ספקטרלית. מסיבה זו, וכן משום שחלקיקים כבדים נוטים לשקוע מהר וכך אינם משפיעים על מדידת העכירות, דרושה ידיעה של המתאם בין מידת העכירות לבין TSS, ראשי תיבות של Total Suspended Solids, בהתאם לסיטואציה או למיקום. שיטה נוספת למדידת עכירות של נהרות ומקווי מים היא Secchi disk. בשיטה זו, דסקה שחורה-לבנה מושקעת בנהר עד אשר לא ניתן להבחין בה עוד, ואז מודדים את העומק שבו נמצאת הדסקה. שיטה זו אינה מכמתת באופן ישיר את צפיפות החלקיקים במים, אך יש לה מספר יתרונות: מהירות וקלות שימוש, מחיר נמוך, ואינטגרציה של העכירות על העומק, כאשר קיימות במים שכבות ברמות שונות של עכירות. לא ניתן להשתמש בשיטה זו במים רדודים מדי, שכן אז לא ניתן להגיע לעומק שבו לא מבחינים עוד בדסקה.

גורמים

עכירות במים פתוחים יכולה להיגרם על ידי פיטופלנקטון. בנוסף, פעילויות אנושיות אשר משבשות את הרכב הקרקע, כמו בנייה, גורמות בעונת הגשמים למשקעים מזוהמים אשר חודרים למאגרי המים וגורמים לעכירות. אזורים מיושבים תורמים כמות גדולה של עכירות למים בקרבתם, כתוצאה מזיהום הנסחף על ידי מי גשמים ממשטחים סלולים כמו כבישים, גשרים או מגרשי חניה. תעשיות מסוימות כגון מחצבות או מכרי פחם עלולות לגרום רמות גבוהות של עכירות כתוצאה מאבק מרחף שחודר במים.

ככל שעולה רמת העכירות במי שתייה, קיים סיכון רב יותר שבני אדם השותים אותם יסבלו ממחלות במערכת העיכול. דבר זה בעייתי במיוחד בבני אדם שהמערכת החיסונית שלהם חלשה, מכיוון שהחלקיקים הם מצע לנגיפים או חיידקים, ועלולים אף להגן עליהם מפני הכלור וקרניים אולטרא סגולות במערכות הטיהור והחיטוי.

במאגר מים או בנהר, עכירות גבוהה עלולה להפחית את כמות האור המגיעה למעמקים, וכך למנוע גדילה של צמחי מים בעומקים, ולפגוע במינים התלויים בהם, כגון דגים או רכיכות.

באזורים שבהם גדלים מנגרובים, עכירות גבוהה היא חיונית לקיום מינים מסוימים, למשל כדי להגן על דגיגים צעירים מפני טורפים. באזורי מנגרובים לאורך חופה המזרחי של אוסטרליה, בייחוד במפרץ מורטון, דרושות למערכת האקולוגית רמות עכירות גבוהות עד כדי 6NTU.

חישוב העכירות

העכירות ($K_{d}$) מחושבת באופן הבא:

${\frac {{\text{ln}}\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}{z_{0}-z_{1}}}=K_{d}$

כאשר $I$- הן עוצמות האור ו $Z_{0}-Z_{1}$ - הוא המרחק שהאור עבר במים

ראו גם

• צנטריפוגה

קישורים חיצוניים

ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום למכלול ולהרחיב אותו.