在我們的日常生活中，我們會遇到幾種液體，例如水、油、飲料、藥品等，它們被認(rèn)為對我們的生存至關(guān)重要。監(jiān)測這些液體的質(zhì)量至關(guān)重要，因為它們的污染可能對人類健康造成嚴(yán)重影響。盡管有多種測試可用于監(jiān)測此類雜質(zhì)，但一種簡單的方法是檢查給定樣品的濁度。濁度是指懸浮在任何液體中的顆粒所引起的渾濁或渾濁。它是一種介質(zhì)的光學(xué)特性的表達(dá)，它導(dǎo)致光被散射和吸收，而不是通過樣品沿直線傳輸。例如，在雨季，泥土和淤泥沖入河流使其變得更加渾濁，使光線在水面下散射，而不是從河床反射。濁度的測量是確定飲用水質(zhì)量的重要因素。濁度測量可用于許多分析領(lǐng)域，以確定樣品中懸浮顆粒的質(zhì)量濃度，并用于一些簡單的環(huán)境，例如粒度分布。除液體外，濁度（也稱為霧度）這一術(shù)語也適用于塑料和玻璃等透明固體。

渾濁的原因

當(dāng)光通過任何含有不均勻性的介質(zhì)（例如，懸浮在液體中的固體）時，它會被構(gòu)成的雜質(zhì)吸收和散射，從而導(dǎo)致渾濁。對于自然資源中存在的水，這些雜質(zhì)可以是：

• 生長在開闊水域的浮游植物。

• 建筑、采礦、農(nóng)業(yè)等多種人類活動造成的泥沙侵蝕。

• 水污染。

• 大風(fēng)和大雨造成的泥漿和淤泥侵蝕。

• 藻華。

然而，對于實際測量，濁度的量化取決于幾個因素，包括

• 懸浮在介質(zhì)中的散射粒子的濃度。

• 散射粒子的尺寸分布。

• 散射粒子的形狀、方向和表面狀態(tài)。

• 散射粒子的折射率。

• 懸浮介質(zhì)的折射率。

• 所用光源的波長。

濁度測量

1865 年，意大利天文學(xué)家 Angelo Secchi 發(fā)ming了第一個濁度測量基準(zhǔn)。它是一個直徑為 30 厘米的純白色圓盤，用于測量水體中的水透明度。圓盤安裝在桿或線上，然后在水中緩慢下降。圓盤不再可見的深度被用來衡量水的透明度。該度量被稱為 Secchi 深度，與水的濁度有關(guān)。自發(fā)明以來，Secchi 圓盤也被用于改進(jìn)的、更小的 20 厘米（8 英寸）直徑，采用黑白設(shè)計來測量淡水透明度。如今，多種客觀分析儀器廣泛用于各種科學(xué)、自然、工業(yè)和過程管理應(yīng)用中的定量濁度測定，儀器的選擇很大程度上取決于分析目的（例如，導(dǎo)出質(zhì)量濃度、粒度分布、分子尺寸或晶體/細(xì)胞生長數(shù)據(jù)）。濁度測量方法主要分為兩種技術(shù)：

• 濁度法：它是通過量化已知初始強度的光束的衰減程度來測量濁度。它通常應(yīng)用于散射顆粒較大的濁度較高的介質(zhì)。光路中的懸浮物質(zhì)會引起一些光能的散射和吸收，從而減少落在光電探測器上的入射照明。這些儀器通常更適用于相對混濁的樣品，其中散射顆粒相對于所使用的光波長較大，因為需要顯著降低入射光的強度才能產(chǎn)生精確的結(jié)果。

• 濁度法：通過直接評估介質(zhì)中發(fā)生的光散射程度來測量濁度。它更適合懸浮顆粒較小的低濁度介質(zhì)。濁度儀直接測量樣品散射的光強度，該強度與懸浮在光路中的物質(zhì)量成正比。然而，散射粒子的尺寸、形狀和折射率的影響非常重要，因為這些特性也控制光散射強度。

與重量法相比，濁度法和濁度法在測定顆粒濃度方面具有相當(dāng)大的省時優(yōu)勢。

測量單位

濁度測量的單位長期以來一直是非標(biāo)準(zhǔn)的。在 Secchi 的深度法之后，第一個正式的濁度測量是在一種叫做杰克遜蠟燭法的幫助下進(jìn)行的。它本質(zhì)上是一個安裝在蠟燭上的垂直玻璃管。使用在蒸餾水中包含百萬分之 1,000 (ppm) 硅藻土 (二氧化硅) 的標(biāo)準(zhǔn)參考溶液的稀釋液來校準(zhǔn)管上的刻度。管上的校準(zhǔn)測量單位稱為杰克遜濁度單位 (JTU)。如今，最常用的濁度單位是比濁法濁度單位（NTU），偶爾使用福爾馬津比濁法單位（FNU），該單位是1962年開發(fā)的，以福爾馬津聚合物溶液作為標(biāo)準(zhǔn)參考。

濁度測量的應(yīng)用

濁度測量方法已在化學(xué)科學(xué)、制藥科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品和飲料工業(yè)、水文和地質(zhì)科學(xué)以及醫(yī)學(xué)科學(xué)等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。此外，濁度法和濁度法是必須執(zhí)行、監(jiān)控和控制過濾過程的成熟程序。河流、湖泊、水庫、近岸帶等中懸浮固體濃度的濁度測量是包括水文學(xué)家、湖沼學(xué)家、地球科學(xué)家、地貌學(xué)家、淡水生態(tài)學(xué)家、工程師、海洋學(xué)家、冰川學(xué)家和水資源管理者在內(nèi)的幾個學(xué)科的主要興趣所在。在沿海地區(qū)，通過光學(xué)反向散射傳感器高頻監(jiān)測水中的濁度有助于確定移動床沉積物所需的臨界流速。了解此類閾值條件對于提高對海岸線過程及其相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的理解和管理非常重要。對于潮汐通道濁度和泥沙輸送動力學(xué)尤其如此。此外，在化學(xué)和生物分析應(yīng)用中，溶液中聚合物的絕對分子量和尺寸的計算以及懸浮物質(zhì)的粒度測定通過濁度測量得到了促進(jìn)。還可以通過觀察向給定溶液中添加特定物質(zhì)引起的濁度變化來獲得化學(xué)譜。在微生物學(xué)中，可以通過與此類活動相關(guān)的培養(yǎng)基濁度變化來監(jiān)測細(xì)胞和細(xì)菌的生長。在食品制造中，比濁法常用于監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量和處理過程效率，尤其是監(jiān)測乳制品中脂肪的產(chǎn)品質(zhì)量。濁度也是石化行業(yè)的一個關(guān)鍵問題。

飲用水濁度對健康的影響

隨著人口的增加（以及隨之而來的污染），飲用水的質(zhì)量是一些政府最關(guān)心的問題。除了不美觀之外，飲用水中的過度混濁也可能成為主要的健康問題之一。天然水資源濁度的增加伴隨著對我們的健康有害的病原體的生長。盡管濁度不是健康風(fēng)險的直接指標(biāo)，但大量研究表明，濁度去除與原生動物去除之間存在密切關(guān)系。濁度顆粒通過減少微生物暴露于消毒劑的攻擊，為微生物提供“庇護(hù)所”。微生物附著在顆粒材料上被認(rèn)為有助于微生物存活。幸運的是，傳統(tǒng)的水處理工藝如果操作得當(dāng)，可以有效去除濁度。根據(jù)世界衛(wèi)生組織飲用水質(zhì)量指南，建議對要消毒的水，濁度應(yīng)始終小于 5 NTU 或 JTU，理想情況下，中值小于 1 NTU。