مقياس التعكر

مقياس التعكر ^{[ 1 ]} أو مقياس الضوء الهوائي ^{[ 2 ]} هو أداة لقياس تركيز الجسيمات العالقة في غرواني سائل أو غازي . يقيس مقياس التعكر الجسيمات العالقة باستخدام شعاع ضوئي (شعاع المصدر) وكاشف ضوئي مثبت على أحد جانبي شعاع المصدر (غالبًا بزاوية 90 درجة). وتُعد كثافة الجسيمات دالةً للضوء المنعكس إلى الكاشف من الجسيمات. وإلى حد ما، تعتمد كمية الضوء المنعكسة لكثافة معينة من الجسيمات على خصائص الجسيمات، مثل شكلها ولونها وانعكاسيتها . تتم معايرة مقاييس التعكر باستخدام جسيمات معروفة، ثم تُستخدم عوامل بيئية (معاملات k) لتعويض الغبار ذي الألوان الفاتحة أو الداكنة وفقًا لذلك. يُحدد المستخدم معامل k عن طريق تشغيل مقياس التعكر بجوار مضخة أخذ عينات الهواء ومقارنة النتائج. يوجد في السوق مجموعة واسعة من مقاييس التعكر المستخدمة في الأبحاث، بالإضافة إلى أنواع مفتوحة المصدر . ^[³^]

يستخدم مقياس التعكر

تُستخدم أجهزة قياس التعكر بشكل أساسي في قياس جودة الهواء لرصد التلوث، ومراقبة المناخ، وقياس مدى الرؤية. وتشمل الجسيمات المحمولة جواً عادةً الملوثات البيولوجية، والملوثات الجسيمية، والملوثات الغازية، والغبار.

يُظهر الرسم البياني المرفق أنواع وأحجام مختلف الملوثات الجسيمية. تساعد هذه المعلومات على فهم طبيعة التلوث الجسيمي داخل المبنى أو في الهواء المحيط، بالإضافة إلى مستوى النظافة في بيئة خاضعة للرقابة.

تشمل الملوثات البيولوجية العفن، والفطريات، والبكتيريا، والفيروسات، ووبر الحيوانات، وعث الغبار، وحبوب اللقاح، وخلايا الجلد البشري، وأجزاء الصراصير، أو أي كائن حي. وهي العدو الأكبر لمتخصصي جودة الهواء الداخلي لأنها ملوثات تسبب مشاكل صحية. وتعتمد مستويات التلوث البيولوجي على الرطوبة ودرجة الحرارة التي تدعم نمو الكائنات الدقيقة. كما أن وجود الحيوانات الأليفة والنباتات والقوارض والحشرات يزيد من مستوى التلوث البيولوجي. ^{[ 4 ]}

هواء الغلاف

هواء الغلاف هو هواء نظيف مُرشَّح يُحيط بتيار الهباء الجوي لمنع الجسيمات من الدوران أو الترسيب داخل الحجرة البصرية. يمنع هواء الغلاف التلوث الناتج عن التراكم والترسبات، ويُحسِّن زمن الاستجابة باحتواء العينة، ويُسهِّل الصيانة بالحفاظ على نظافة الحجرة البصرية. يُنتج مقياس التعكر هواء الغلاف بتمرير الهواء عبر مرشح صفري قبل بدء أخذ العينة.

التوازن الإشعاعي العالمي

تُستخدم أجهزة قياس العكارة أيضًا في دراسات الاحتباس الحراري، وتحديدًا لقياس توازن الإشعاع العالمي. تستطيع أجهزة قياس العكارة ثلاثية الأطوال الموجية، المزودة بمصراع ارتدادي، تحديد كمية الإشعاع الشمسي المنعكس إلى الفضاء بفعل الغبار والجسيمات العالقة. يؤثر هذا الضوء المنعكس على كمية الإشعاع التي تصل إلى الطبقات السفلى من الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

الرؤية

تُستخدم أجهزة قياس تشتت الضوء أيضًا لقياس مدى الرؤية، حيث تُستخدم أجهزة قياس تشتت الضوء البسيطة أحادية الطول الموجي في جميع أنحاء العالم من قبل العديد من وكالات حماية البيئة. ويمكن لهذه الأجهزة، من خلال قياس تشتت الضوء، تحديد مدى الرؤية عن بُعد باستخدام معامل تحويل يُعرف بصيغة كوشميدر .

الدواء

في الطب، يُستخدم قياس التعكر لقياس وظائف الجهاز المناعي. كما يُستخدم في علم الأحياء الدقيقة السريري، لتحضير مُلقِّح معياري (معلق ماكفارلاند) لاختبار حساسية المضادات الحيوية. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

نظام كشف الحرائق

تُستخدم مقاييس التعكر الغازية أيضًا في الكشف عن الدخان وجزيئات الاحتراق الأخرى . في هذا الاستخدام، يُشار إلى الجهاز باسم كاشف الدخان بالشفط . تتميز هذه المقاييس بقدرتها على الكشف عن تركيزات منخفضة للغاية من الجسيمات (تصل إلى 0.005%)، ولذلك فهي مناسبة جدًا لحماية المعدات الإلكترونية الحساسة أو القيّمة، مثل أجهزة الكمبيوتر المركزية ومقاسم الهاتف .

وحدات قياس العكارة

تركيب مقياس التعكر في منتزه أكاديا الوطني

أجهزة قياس العكارة المستخدمة في محطة تنقية المياه لقياس العكارة (بوحدة NTU) للمياه الخام والمياه النقية بعد الترشيح

نظراً لاعتماد الخصائص البصرية على حجم الجسيمات المعلقة، تُستخدم مادة اصطناعية مستقرة تُسمى " فورمازين " ذات حجم جسيمات موحد كمعيار للمعايرة والتكرار. ^{[ 7 ]} وتُسمى الوحدة المستخدمة وحدة عكارة الفورمازين (FTU).
وحدات قياس العكارة النيفيلومترية (NTU) التي تحددها وكالة حماية البيئة الأمريكية هي حالة خاصة من وحدات قياس العكارة التقليدية (FTU)، حيث يتم تحديد مصدر ضوء أبيض وخصائص هندسية معينة لجهاز القياس. (يُستخدم أحيانًا الشكل البديل "وحدات قياس العكارة النيفيلومترية" ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} ).
وحدات فورمازين النفيلومترية (FNU)، الموصوفة لـ 9 قياسات للعكارة في معالجة المياه بواسطة ISO 7027 ، وهي حالة خاصة أخرى من FTU مع ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) وتشتت 90 درجة.
وحدات تخفيف الفورمازين (FAU) المحددة بواسطة ISO 7027 لمعايير معالجة المياه لقياسات العكارة عند 0 درجة، وهي أيضًا حالة خاصة من FTU.
وحدات التشتت الخلفي للفورمازين (FBU)، وهي ليست جزءًا من معيار، هي وحدة كاشفات التشتت الخلفي البصري (OBS)، التي يتم قياسها عند حوالي 180 درجة، وهي أيضًا حالة خاصة من FTU.
وحدات قياس العكارة وفقًا للاتفاقية الأوروبية لمصانع الجعة (EBC)
وحدات التركيز (CU)
الكثافة الضوئية (OD)
وحدات جاكسون "الشمعية" لقياس العكارة (JTU؛ مقياس مبكر)
وحدات القيادة
وحدات قياس العكارة التابعة للجمعية الأمريكية لكيميائيي التخمير (ASBC-FTU)
مقياس برانتنر للضبابية (BHS) ووحدات برانتنر للضبابية (BHU) للبيرة المعكرة عمداً
أجزاء في المليون من المادة القياسية، مثل PPM/DE (Kieselguhr)
"Trübungseinheit/Formazin" (TE/F) معيار ألماني، تم استبداله الآن بوحدة FNU.
التراب الدياتومي (جزء في المليون من SiO2 ₎ معيار قديم، أصبح الآن بالياً

يُستخدم مصطلح "مقياس العكارة" بشكل شائع في اختبار جودة المياه . مع ذلك، قد تختلف نماذج مقاييس العكارة تبعًا لتصميم ( هندسة ) شعاع المصدر والكاشف. يقيس مقياس العكارة النفيلومتري الضوء المنعكس عن الجسيمات، وليس التوهين الناتج عن العكارة. في الولايات المتحدة، تُسمى وحدة قياس العكارة المعيارية في الرصد البيئي " وحدات العكارة النفيلومترية" (NTU)، بينما تُسمى الوحدة المعيارية الدولية "وحدة فورمازين النفيلومترية" (FNU). تُعد وحدة فورمازين العكارة (FTU) الوحدة الأكثر استخدامًا بشكل عام، على الرغم من أن طرق القياس المختلفة قد تُعطي قيمًا مختلفة تمامًا عند قياسها بوحدة FTU (انظر أدناه).

تُستخدم أجهزة قياس التعكر الغازية أيضًا لدراسة الغلاف الجوي . ويمكنها توفير معلومات عن الرؤية وبياض الغلاف الجوي .

انظر أيضاً

مراجع

↑ كلمة "Nephelometer" مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني "سحابة"، nephos ، انظر " طبقة nepheloid ".
↑ بارون، بول أ. (15 يناير 1998). "مقياسات ضوئية للهباء الجوي لقياس الغبار القابل للاستنشاق" (ملف PDF) . دليل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) للطرق التحليلية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2021 .
↑ باس واينن، جي سي أنزالون، وجوشوا إم بيرس، منصة اختبار جودة المياه المتنقلة مفتوحة المصدر. مجلة المياه والصرف الصحي والنظافة من أجل التنمية، 4(3)، ص 532-537 (2014). doi:10.2166/washdev.2014.137 الوصول المفتوح
↑ وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب البحوث الزراعية (14 أغسطس 2014). "تأثير الملوثات البيولوجية على جودة الهواء الداخلي" . وكالة حماية البيئة الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 24 أبريل 2025 .
↑ "مقياس التعكر Sensititre™" .
↑ غينيه، رولان إم إف؛ مازوييه، ماري-أندريه (1983). "نظام شبه آلي لقياس التعكر بالليزر لاختبار حساسية البكتيريا السريع" . مجلة العلاج الكيميائي المضاد للميكروبات . 12 (3): 257-263 . doi : 10.1093/jac/12.3.257 . ISSN 0305-7453 . PMID 6630109 .
↑ تم استخدام الفورمازين لأول مرة لتوحيد قياسات العكارة في عام 1926.
↑ تقليل العكارة في محاليل حمض الكروميك ، زيلر الثالث، روبرت ل.؛ مورغان، راسل ج.؛ رابي، جيلبرت د.؛ فيسكوس، دونا ر.؛ ويلكس الابن، ريتشارد ل.؛ براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 5034211، تاريخ الإيداع 29-10-1990، تاريخ النشر 23-07-1991
↑ وزارة الزراعة وخدمات المستهلك في فلوريدا، دليل القوانين لعام 2006، الفصل 5L-1: قانون الرقابة الشاملة على المحار

[1] كلمة "Nephelometer" مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني "سحابة"، nephos ، انظر " طبقة nepheloid ".

[2] بارون، بول أ. (15 يناير 1998). "مقياسات ضوئية للهباء الجوي لقياس الغبار القابل للاستنشاق" (ملف PDF) . دليل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) للطرق التحليلية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2021 .

[3] باس واينن، جي سي أنزالون، وجوشوا إم بيرس، منصة اختبار جودة المياه المتنقلة مفتوحة المصدر. مجلة المياه والصرف الصحي والنظافة من أجل التنمية، 4(3)، ص 532-537 (2014). doi:10.2166/washdev.2014.137 الوصول المفتوح

[4] وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب البحوث الزراعية (14 أغسطس 2014). "تأثير الملوثات البيولوجية على جودة الهواء الداخلي" . وكالة حماية البيئة الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 24 أبريل 2025 .

[5] "مقياس التعكر Sensititre™" .

[6] غينيه، رولان إم إف؛ مازوييه، ماري-أندريه (1983). "نظام شبه آلي لقياس التعكر بالليزر لاختبار حساسية البكتيريا السريع" . مجلة العلاج الكيميائي المضاد للميكروبات . 12 (3): 257-263 . doi : 10.1093/jac/12.3.257 . ISSN 0305-7453 . PMID 6630109 .

[7] تم استخدام الفورمازين لأول مرة لتوحيد قياسات العكارة في عام 1926.

[8] تقليل العكارة في محاليل حمض الكروميك ، زيلر الثالث، روبرت ل.؛ مورغان، راسل ج.؛ رابي، جيلبرت د.؛ فيسكوس، دونا ر.؛ ويلكس الابن، ريتشارد ل.؛ براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 5034211، تاريخ الإيداع 29-10-1990، تاريخ النشر 23-07-1991

[9] وزارة الزراعة وخدمات المستهلك في فلوريدا، دليل القوانين لعام 2006، الفصل 5L-1: قانون الرقابة الشاملة على المحار

[ 1 ]

[ 2 ]

[

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]