جذبایی فرابنفش و فلئورسانس

زمان مورد نیاز برای مطالعه: 4 دقیقه

جذبایی فرابنفش و فلئورسانس

برخی از ترکیبات آلی آب و فاضلاب، همچون لیگنین، تانن، مواد گیاخاکی و ترکیبات آروماتیک، پرتو فرابنفش (UV) را جذب می­ کنند. در نتیجه، اندازه گیری میزان جذبایی UV هر نمونه آب، می­ تواند شاخصی برای تعیین میزان حضور مواد آلی طبیعی و ترکیبات آروماتیک در آن باشد. در این آزمایش، طول موج­ هایی که جذب آنها اندازه گیری می ­شود در محدوده 200 تا nm400 هستند، ولی متدوال ترین آن nm 245 است. معمولا مقدار جذبایی UV (بر حسب cm-1)، همراه با pH آب و طول موج تابیده شده گزارش می ­شود.

در هر نمونه آب، بین جذبایی UV و کربن آلی محلول (DOC) همبستگی وجود دارد که با توجه به این همبستگی، پارامتر جذبایی فرابنفش ویژه (SUVA) تعریف می­ شود. طبق تعریف، SUAV مساوی نسبت جذبایی UV به غلظت DOC است. آزمایش SUVA برای تفکیک بین آب­ های مختلف، ارزیابی پتانسیل تشکیل تری هالومتان­ ها و تعیین بخش آبگریزی مواد آلی طبیعی به کار می ­رود.

بعضی از مولکول­ های آلی، انرژی UV را جذب کرده و سپس برای برگشت به حالت عادی، طول موج­ های بلند تر با انرژی کمتر آزاد می­ کنند که این پدیده به فلئورسانس موسوم است. فلئورسانس، همانند جذبایی UV، می ­تواند شاخصی برای تعیین میزان حضور مواد آلی خاص در محلول باشد. بنابراین، تغییر در فلئورسانس هر منبع آب خاص، نشانگر تغییر در غلظت برخی از گونه­ های آلی آن است. به بیان دیگر، فلئورسانس روش حساس تری نسبت به جذبایی UV است؛ زیرا جذبایی UV نشانگر حضور کپه ­ای مولکول­ های آلی است؛ لیکن فلورسانس مشخص ه­ای از مولکلول­ های آلی خاص است.

 

جذبایی و تراگسیلندگی

بخشی از نور تابشی به سطح منابع آب، در آن نفوذ می کند و بخش دیگر بازتاب می شود. میزان بازتاب نور به میزان تلاطم در سطح آب و زاویه تابش بستگی دارد. هر چه نور به سطح آرام تر و با زاویۀ قائم تر تابیده شود، نفوذ آن در آب افزایش می یابد. آب های طبیعی هرگز خالص نبوده و دارای موادی هستند که روی نفوذ نور تأثیر می گذارند. در واقع رنگ آب، ناشی از آن بخش از طول موج های تابشی است که نشده اند. مواد محلول باعث رنگ حقیقی و مواد معلق (true color) و مواد معلق، به علت تداخل با نور نفوذی، باعث رنگ ظاهری (apparent color) آب می شوند. در آب خالص، تقریباً 50 درصد شدت نور تابشی، در یک متر اول عبور، به حرارت تبدیل شده و با نفوذ بیشتر، سرانجام خاموش می شود. طول موج های بزرگ تر (قرمز و نارنجی) و طول موج های کوتاه تر (بنفش و فرابنفش (ultraviolet (UV)) سریع تر از پرتوهای با طول موج میانی (آبی، سبز و زرد) خاموش می شوند.

قانون بیر-لامبرت (Beer-lambert law)، ارتباط بین میزان جذب نور توسط محلول را با غلظت مولکول های جاذب و طول مسیری که نور در محلول طی می کند، نشان می دهد، به طوری که

 

که در آن، A(λ) جذبایی (absorbance) محلول (بی بُعد)، به ترتیب، شدت نور عبور کرده از محلول و از شاهد (معمولاً آب مقطر)، λ طول موج نور تابشی، a(λ) ضریب جذبندگی (absorptivity coefficient)، C غلظت ماده جاذب نور و l طول مسیر عبور نور در محلول است. وقتی که لظت برحسب مولاریته بیان شود، معادله بالا به صورت زیر گزارش می شود:

 

که در آن، (λ) εضریب جذبندگی مولی است. جذبایی محلول به ازای واحد طول مسیر عبور نور، (λ) βبا بُعد {T-1}، برابر است با (λ) ε =A(λ)/l= (λ) β. جذبایی، توسط اسپکتروفتومتر اندازه گیری می شود که در آن، معمولاً طول مسیر عبور نور 1 cm است (شکل 1). برای طول مسیر عبور نور 1 cm، یکای (λ) β برحسب cm-1 است؛ به همین دلیل، گاهی جذبایی را با یکای cm-1 گزارش می کنند، که در واقع یکای (λ) βاست.

 

شکل 1- شماتیکی از اسپکتروفوتومتر برای اندازه گیری جذبایی و کدورت آب

 

جذبایی آب، نوعاً در طول موج 254 nm  اندازه گیری می شود. مقادیر نوعی جذبایی آب های مختلف در  λ = 254 nm عبارت اند از: آب های طبیعی از 0/025 تا 0/125، آب تصفیه شده با صافی دانه ای از 0/05 تا 0/08، آب تصفیه شده با ریزصافش از  0/025 تا 0/040 و آب تصفیه شده با اسمز معکوس (RO) از 0/025 تا 0/10. مقادیر نوعی جذبایی پساب های مختلف در λ = 254 nm عبارت اند از: پساب اولیه از 0/5 تا 0/8، پساب ثانویه از 0/3 تا 0/5، پساب نیتروژن زدایی شده از 0/25 تا 0/45، پساب ثانویۀ صاف شده از 0/02 تا 0/40، پساب تصفیه شده با ریزصافی از 0/15 تا 0/3 و پساب تصفیه شده با اسمز معکوس از 0/05 تا 0/2. به طور کلی، هر چه جذبایی آب کمتر باشد، عمق نفوذ نور در آب بیشتر است.

تراگسیلندگی (transmittance) هر محلول (τ) به صورت زیر تعریف می شود:

 

بنابراین، تراگسیلندگی در هر طول موج خاص را می توان با اندازه گیری جذبایی از معادله زیر به دست آورد:

 

درصد تراگسیلندگی عبارت است از:

 

 

 

مقادیر حدی A(λ) و τ عبارت اند از: A(λ) = 0 و  τ = 1 برای محلول کاملاً صاف و   ∞→ A(λ)و  τ = 0 برای محلول کاملاً کدر.

ناخالصی های اصلی آب که روی درصد تراگسیلندگی آن تأثیر می گذارند، شامل برخی ترکیبات معدنی (مثل مس و آهن)، برخی ترکیبات آلی (مثل رَزانه ها (dye, dyestuff)، مواد گیاخاکی (humic substances (HS))، و ترکیبات آروماتیک (aromatic compound) مانند بنزن (benzene (C6H6)) و تولوئن (toluene (C7H8))) و ذرات کلوئیدی کوچک (با اندازۀ کمتر از 0/45 میکرومتر) هستند. اگر نمونه های آب، حاوی ذرات بزرگ تر از 0/45 میکرومتر باشند، باید قبل از اندازه گیری تراگسیلندگی، از صافی عبور داده شوند. از بین ترکیبات معدنی که روی تراگسیلندگی تأثیر می گذراند، آهن از نظر جذب نور UV، بیشترین اهمیت را دارد. کاهش تراگسیلندگی که در مواقع سیلابی در منابع آب سطحی مشاهده می شود، عمدتاً مربوط به حضور مواد گیاخاکی و ذرات معلق در جریان های سیلابی است.

 

مقالات پیشنهادی

مسیرهای انتقال پاتوژن ها و انگل های مرتبط با آب

مسیرهای انتقال پاتوژن ها و انگل های مرتبط با آب انتقال، شامل جابجایی عامل عفونی از یک مخزن به یک میزبان، مهمترین عامل در زنجیره عفونت می باشد. پاتوژن ها می توانند از طریق مسیرهای متعددی از مخزن به میزبان مستعد منتقل شوند. مسیرهای انتقال پاتوژن های مرتبط با آب در شکل 1 خلاصه شده […]

آزمایش چربی و روغن- oil and grease

آزمایش تعیین غلظت چربی و روغن : وجود بالا غلظت چربی و روغن در فاضلاب ورودی،نشانه تخلیه غیرمجاز فاضلاب های صنعتی حاوی این مواد ، یا تخلیه روغن موتور و مواد نفتی به شبکه فاضلاب شهری است. وجود بیش از حد مجاز این مواد در فاضلاب ورودی،مشکلات زیر را به وجود خواهد آورد:  اختلال در کار […]

آزمایش آب رودخانه

آزمایش آب رودخانه : یکی از روشهای پرکاربرد و ساده جهت سنجش کیفیت آبهای سطحی، استفاده از شاخصهای کیفی آزمایش آب رودخانه هست. در این روش، حجم زیاد اطلاعات حاصل از پویشهای کیفی آب به صورت یک عدد منفرد و بدون بعد تبدیل میشود که این عدد در یک مقیاس درجه بندی شده، دارای مفهوم […]

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر مقایسه روش های گندزدایی آب استخر از بين HOCl، ClO2 ، O3 و کلرآمین به صورت زیر در PH برابر 6.8 تا 7 با توجه به حجم آب استخر به صورت زیر پیشنهاد می گردد. اسيد هيپوکلرو در مقایسه با سایر گندزداها از نظر حذف ویروس، کيست آميبها و اسپور باکتری […]

شبکه توزیع آب شهری

شبکه توزیع آب شهری : شبکه توزیع آب شهری ، آب آشاميدني، آبي است كه براي مصرف انساني و تمامي كاربري هاي خانگي مناسب باشد. دسترسي به آب آشاميدني سالم يك نياز اساسي و يك حقوق انساني است، اما هنوز ريشه ي اصلي بسياري از مسائل بهداشتي بويژه در كشورهاي در حال توسعه، مربوط به […]

کلر زنی آب استخر

کلر زنی آب استخر

کلر زنی آب استخر: نتایج تحقیقات در زمینه کلر زنی آب استخر از اواسط دههء 1970 تاکنون نشان می دهد که کلروفرم و دیگر تری هالومتان ها که در خلال کلر زنی شکل می گیرند ، مهمترین آلاینده های شیمیائی آلی هستند که کیفیت آّ را تحت الشعاع قرار می دهند . گر چه کلر زنی همجنین می تواند […]

هیدروژن سولفید در نفت خام

هیدروژن سولفید در نفت خام اوليــن نقطه اى كه با هیدروژن سولفید در نفت خام و گاز مواجه مى شــويم، گازهاي حاوى هيدروژن ســولفيد در ميادين نفت و گاز اســت كه به آنها گاز ترش گفته مىشــود. البته در برخــى از ميادين، گاز بدون هیدروژن سولفید در نفت خام  هيدروژن سولفيد نيز وجود دارد كه گاز شيرين […]

یون سولفات و روش‌های اندازه‌گیری آن

روش اندازه‌گیری سولفات در آب

روش اندازه‌گیری سولفات در آب از روش‌های اندازه گیری سولفات در آب ما دو روش اندازه‌گیری نورسنجی و روش تیتراسیون را در اینجا توضیح می‌دهیم. سولفات یکی از تست‌های شیمیایی آب می‌باشد که در شرکت دانش بنیان آب راهبر محاسب (آبرام) آزمایش می‌شود. علاوه بر این تست، تست‌های دیگر شیمیایی، میکروبی، فلزات سنگین و غیره […]

تعیین آب و رسوب در مواد نفتی

تعیین آب و رسوب در مواد نفتی : تعیین آب و رسوب در مواد نفتی بر اساس آزمايش تعيين درصد حجمي آب و رسوبات در نمونه هاي نفتي برگرفته از استاندارد ASTM D 96 می باشد که پارامتر هایی از جمله فلزات سنگین ، کاتیون و آنیون ها ، هیدروکربن ها ، دانه بندی و ویزگی […]

روش اندازه‌گیری اکسیژن محلول در آب

روش اندازه‌گیری اکسیژن محلول در آب روش1: در این روش اندیگو کارامین با فرمول گسترده زیر توسط دکستروز در محیط قلیایی احیاء می‌گردد (رنگ محلول آن بی‌رنگ می‌شود) سپس در اثر عوامل اکسید کننده مجدداً به رنگ اولیه خود قبل از احیاء برمی‌گردد. شدت رنگ به میزان عامل اکسید کننده بستگی دارد. مقدار اکسیژن با […]

نظرات کاربران

ارسال دیدگاه
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید در وب سایت منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • مجموع دیدگاهها: 0
  • در انتظار بررسی: 0
  • انتشار یافته: 0

نظرات بسته شده است.

سوالی دارید؟ منتظر تماس شما هستیم

برای دریافت مشاورۀ رایگان، همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید