Sameus (veden sameus) — määritelmä, syyt ja mittaus
Sameus (veden sameus): määritelmä, yleisimmät syyt ja mittausmenetelmät — käytännön ohjeet veden laadun arviointiin ja tulosten tulkintaan.
Sameus mittaa sitä, kuinka hyvin valo läpäisee vettä. Se johtuu hiukkasista (suspendoituneista tai liuenneista kiintoaineista), jotka ovat yleensä paljain silmin näkymättömiä. Sameuden mittaaminen on keskeinen veden laadun testi.
Nesteet voivat sisältää erikokoisia suspendoituneita hiukkasia. Osa suspendoituneesta materiaalista on riittävän suurta ja painavaa laskeutuakseen nopeasti pohjalle, jos nestemäinen näyte jätetään seisomaan. Hyvin pienet hiukkaset laskeutuvat hyvin hitaasti tai eivät laskeudu lainkaan, jos näytettä sekoitetaan säännöllisesti tai jos hiukkaset ovat kolloidisia. Nämä pienet kiinteät hiukkaset saavat nesteen näyttämään samealta tai samealta.
Sameuden syyt
Sameus johtuu pääasiassa kiintoainehiukkasista, mutta siihen voivat vaikuttaa myös liuenneet aineet ja värimolekyylit. Tavallisia lähteitä ovat:
- maaperästä ja joista peräisin oleva hiekka, savi ja orgaaninen aines
- mikro-organismit, kuten levät ja bakteerit
- teollisuuden tai maatalouden päästöt (kiintoaineet, kemikaalit)
- rakentaminen ja eroosio rannikoilla ja valuma-alueilla
- vesistön pohjan sekoittuminen tuulen, virtausten tai ihmistoiminnan vuoksi
Mittausmenetelmät
Sameus mitataan useimmiten optisin menetelmin. Yleisimmät tekniikat ovat:
- Nephelometrinen mittaus – mittaa valon sirontaa 90 asteen kulmassa valonlähteeseen nähden. Tulosta ilmaistaan usein yksikössä NTU (Nephelometric Turbidity Units) tai FTU (Formazin Turbidity Units).
- Transmissiomittaus – mittaa valon vaimenemista kulkeutuessaan näytteen läpi; käytetään esimerkiksi suuremmissa sameusarvoissa.
- Takaisinsirontamittarit – mittaavat valon sirontaa takaisinpäin ja soveltuvat sameuden jatkuvaan valvontaan erityisesti sameissa/liiallisesti partikkelisissa vedoissa.
- Kenttämittarit ja läpinäkyvyysmittarit – yksinkertaisempia välineitä ovat mm. Secchi-levy, jota käytetään järvien ja merialueiden läpinäkyvyyden arviointiin.
Yksiköt ja kalibrointi
Usein käytetty yksikkö on NTU (Nephelometric Turbidity Units) tai FTU (Formazin Turbidity Units). Formazin on standardina käytetty sakka, jolla kalibroidaan ja verrataan laitteita. Laitteet tulee kalibroida säännöllisesti valmistajan ohjeiden mukaan, ja mittauksissa käytetään kontrollinäytteitä varmistamaan mittaustulosten luotettavuus.
Näytteenotto ja käytännön vinkit
- Käytä puhtaita, ilman naarmuja olevia kuvetti- tai mittausputkia ja poista ilmakuplat ennen mittausta.
- Älä ravistele näytettä ennen näytteenottoa, ellei tarkoituksena ole mitata sekoitettua tilaa; useimmiten halutaan mitata näyte sen luonnollisessa tilassa.
- Mittaa mahdollisimman nopeasti näytteenottojärjestyksen jälkeen tai säilytä näyte viileässä; pitkä säilytys voi muuttaa sameusarvoa (esim. sedimentaatio tai mikrobiologinen kasvu).
- Värillinen vesi tai liuenneet orgaaniset aineet voivat hämätä optisia mittauksia — tarvittaessa käytä täydentäviä analyyseja.
Tekijät, jotka voivat vääristää mittausta
- vesiväritys ja liuenneet väriaineet
- ilmakuplat ja pinnan kalvo
- lämpötila- ja säteilemisolosuhteet (kenttämittauksissa)
- laitevikaiset tai likaiset kuvetit
Vaikutukset vedenlaatuun ja vedenkäsittely
Korkea sameus voi heikentää veden esteettistä laatua ja vaikeuttaa vedenkäsittelyä. Partikkelit voivat suojata taudinaiheuttajia kemialliselta desinfioinnilta, joten desinfektio teho heikkenee sameassa vedessä. Vesilaitoksilla sameutta vähennetään usein seuraavilla menetelmillä:
- koagulaatio ja flokkulaatio
- sedimentaatio ja selkeytys
- suodatus (hiekkasuodatus, mikrosuodatus, käänteisosmoosi)
Ohjeellisia raja-arvoja
Ohjeelliset raja-arvot vaihtelevat käyttötarkoituksen ja sääntelyn mukaan. Juomavedessä tavoitellaan usein hyvin matalaa sameutta (usein alle 1 NTU, paikallisten määräysten mukaan), koska alhaisempi sameus parantaa desinfektion tehokkuutta ja vähentää terveysriskejä. Tarkista aina oman alueesi viranomaisohjeet ja standardit.
Yhteenveto
Sameus on tärkeä ja helposti mitattava vedenlaadun parametri, joka kertoo valon läpäisystä ja partikkelipitoisuudesta vedessä. Mittaustulosten tulkinnassa on huomioitava mittausmenetelmä, näytteenotto- ja kalibrointikäytännöt sekä mahdolliset häiriötekijät. Sameuden hallinta on keskeistä sekä juoma- että prosessiveden turvallisuuden ja laadun varmistamisessa.
5, 50 ja 500 NTU:n sameusstandardit.
Aiheuttaa
Avoveden sameus voi johtua kasviplanktonin kasvusta. Luonnossa esiintyvät leväkukinnat voivat aiheuttaa sameutta. Maata muokkaava ihmisen toiminta voi johtaa korkeisiin sedimenttipitoisuuksiin, jotka pääsevät vesistöihin sadekuurojen aikana valumavesien vuoksi. Toinen lähde on päällystettyjen pintojen, kuten teiden, siltojen ja pysäköintialueiden aiheuttama saastuminen. Tietyt teollisuudenalat, kuten louhinta, kaivostoiminta ja hiilen talteenotto, voivat aiheuttaa erittäin korkeita sameuspitoisuuksia veteen joutuvien kivihiukkasten vuoksi.
Mitä korkeampi sameus on juomavedessä, sitä suurempi on riski sairastua. Virusten ja bakteerien kaltaiset epäpuhtaudet voivat kiinnittyä kiintoaineeseen. Kiintoaine haittaa veden desinfiointia kloorilla, koska hiukkaset toimivat virusten ja bakteerien suojana. Vastaavasti suspendoitunut kiintoaine voi suojata bakteereja veden ultraviolettisteriloinnilta (UV). . []
Vesistöissä, kuten järvissä, joissa ja tekoaltaissa, korkea sameus voi vähentää valon pääsyä alempiin syvyyksiin. Tämä voi rajoittaa vedenalaisten vesikasvien kasvua. Tämä puolestaan vaikuttaa niistä riippuvaisiin lajeihin, kuten kaloihin ja äyriäisiin. Korkea sameus voi myös vaikuttaa kalojen kidusten kykyyn imeä liuennutta happea. Tämä tilanne on havaittu säännöllisesti koko Chesapeake Bayn alueella Yhdysvaltojen itäosassa.
Etsiä