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탁도
탁도란 무엇일까요?
탁도는 물의 흐림 또는 흐릿한 정도를 측정하는 지표입니다.
더욱 구체적으로, 물 속의 부유 입자들에 빛이 반응하는 정도를 말합니다. 이러한 입자는 단백질, 미네랄, 박테리아, 조류, 먼지 및 기름 등을 포함하고 있습니다. 물이 흐릴수록 탁도는 더 높아질 것입니다. 하지만 물 속의 실제 입자를 측정하진 않습니다
수질의 기본 지표
탁도는 수질의 간단하고 기본적인 척도로 알려져 있으며, 수십년 동안 여과기술을 통과한 식수를 모니터링하는 데 사용되고 있습니다.
대부분의 물 공급 업체에서, 높은 부유물질은 미적인 이유로 받아들일 수 없습니다. 또한 화학 및 생물학적 실험을 방해할 수 있습니다.
탁도를 야기하는 것은 무엇일까요?
탁도는 보이지 않지만 존재하는 물 속의 입자에 의해 야기됩니다. 이러한 입자들은 함께 결합할 때 육안으로 확인할 수 있습니다.
이러한 입자의 대부분은 침전물, 조류 또는 식물성 플랑크톤과 같은 작은 유기물과 같이 환경에서 일반적으로 발견되는 물질로부터 만들어집니다.
또한 도시의 빗물 및 폐수의 배출물 속의 입자는 원수의 탁도를 높이는 데 기여할 수 있습니다.
왜 탁도를 측정해야 할까요?
물의 탁도를 측정해야 하는 이유는 많습니다. 첫번째는 깨끗함을 추정하기 위함입니다. 예를 들어 도립공원의 호수 또는 공공수 공급 시스템의 수돗물 등의 원수가 깨끗한 지 봐야 합니다.
탁도는 원래 정성적인 측정 지표로 1900년대 초부터 사용되었습니다. 이는 식수의 품질을 심미적으로 분류하기 위함이었습니다.
오늘날의 프로세스는 정성적인 관찰에 의존하는 것과 비슷한 점이 있습니다. 하지만 더욱 특정한 판독값을 위해 빛의 산란 기술을 사용한 계측기를 이용하고 있습니다.
품질과 심미성, 공중 보건 및 규정 준수는 탁도를 측정해야 하는 중요한 이유입니다.
품질과 미적 관점
흐리게 보이는 물은 시각적으로 매력적이지 않습니다. 이는 안좋은 수질의 특징적 신호이며, 잠재적으로 박테리아에 의한 오염에 비례합니다. 탁도는 높은데 물이 크리스탈처럼 투명하다면, 물이 마시기에 안전하지 않다는 적색 신호일 것입니다.
또한 높은 탁도는 환경 측면에서 우려 대상이 될 수 있습니다. 어떤 부유 입자들이 호수나 강에 존재하는 것이 일반적이라고 하더라도, 무리 속에 너무 많은 입자들이 존재한다면 침식과 부식의 연속임을 가리킬 것입니다. 예를 들어 퇴적작용은 호수와 물에서 미적으로 매력적이지 않을 뿐 아니라, 생태계를 위협하는 것입니다.
높은 수준의 입자성 물질은 빛이 표면을 투과하는 것을 막아 그 아래 살고 있는 어류와 식물에 닿지 않게 됩니다. 또한 이러한 입자들은 더 많은 열을 흡수하며, 수온이 너무 많이 오르면, 몇몇 유기물들이 생존하는 것을 불가능하게 합니다.
반대로 낮은 탁도의 수역은 건강한 생태계를 의미하며, 침식이 적은 상태입니다. 또한 낮은 탁도는 심미적 이점이 있어 휴양 및 관광 산업에 도움이 됩니다. 결과적으로 전반적인 삶의 질을 높여줍니다.
보건상의 이유
고형 입자가 풍부한 물은 박테리아 및 병원균이 성장할 수 있는 안식처가 됩니다. 고농도의 탁도가 처리되지 않은 상태로 남아있다면, 물로 인한 질병의 발병으로 이어질 것입니다. 오늘날 US 식수 시스템에 영향을 미치는 공통의 두가지 위협은 람블편모충과 크립토스포리디움모낭충입니다.
그러한 병원균들은 육안으로 발견할 수 없지만 높은 수준의 탁도를 야기합니다. 식수의 샘플을 채취하고, 그것의 탁도를 측정함에 따라, 얼마나 많은 반응성 입자들이 그것에 영향을 주는 지 판단할 수 있습니다. 보통 수준보다 높다면, 마시기에 안전한 물이 아니라는 것을 의미하며, 박테리아의 존재를 확인해야 합니다.
탁도 수준은 대서양과 같은 식수의 원수에 따라 매일 달라집니다. 그렇기 때문에 플랜트 운영 담당자는 주기적인 모니터링을 수행해야 하며, 그에 따른 적절한 조치를 취해야 합니다.
규제 준수
미국의 환경보건국 (EPA)는 탁도 측정에 근거하여 수질에 대한 몇가지 기준을 세우고 있습니다. 수처리 플랜트 운영자는 사용하는 장비의 종류에 따라 주간 또는 월간으로 탁도계를 보정해야 합니다.
탁도의 수준은 네펠로메트릭 탁도 단위(NTU)로 측정되어야 합니다. EPA에 따르면 수돗물은 강의 지류에서 개별 여과 라인을 거치면서 0.15 NTU 아래로 유지되어야 하며, 전체 수처리 플랜트에서 배출될 때 종합적인 여과로 0.3 NTU 아래를 유지해야 합니다.
오늘날의 탁도계가 얼마나 정교한 지 고려할 때, EPA의 교정 기준과 NTU 에 대한 요구사항은 매우 신중해 보일지 모릅니다. 하지만 이러한 경고의 존재는 많은 수처리 플랜트가 정확하거나 효율적이지 않은 오래된 장비에 의존하고 있다는 점을 감안하면 필수적으로 고려해야 합니다.
탁도를 측정할 수 있는 주요 제품 및 특징
TU5 시리즈는 특허받은 광학 설계를 적용하여, 다른 탁도계 대비 샘플을 더 면밀히 살필 수 있습니다. 낮은 농도의 탁도에서 최고의 정확도를 보장하며, 탁도간 변동폭을 최소한으로 유지하도록 높은 감도를 자랑합니다. 360° x 90° 감지 기술로 실험실과 공정 측정 간 측정 신뢰도의 불확실성을 줄일 수 있습니다.
자세히 보기정확하고, 색상으로부터 독립적인 부유물질 및 탁도 측정은 DIN EN ISO를 준수합니다. 탁도와 고형물 모두 넓은 측정 범위를 자랑하기 때문에 Solitax sc 제품군은 넓은 적용 분야를 자랑합니다. 식수, 폐수, 지표수 및 슬러지 처리 분야에 적용할 수 있습니다. 자가 세척이 가능한 장비로 미생물의 성장과 기체 거품의 간섭을 막습니다. 적외선 이중 산란 빛 방법으로 측정합니다.
자세히 보기Surface Scatter 7 sc 고농도 탁도계는 0 에서 9999 NTU의 측정 범위를 소화할 수 있는 압도적인 성능을 제공합니다. 하크(Hach)의 Surface Scatter 7 sc 탁도계(SS7)는 독창적인 비접촉식 설계를 자랑합니다. 이로 인해 높은 농도의 탁도 샘플에서 감도 손실을 최소화하도록 설계되었으며, 부유물질의 높은 부하가 있는 유체로 인한 샘플 셀 세척 및 부품 교체가 필요하지 않습니다.
자세히 보기TU5200은 혁신적인 360° x 90° 기술을 채택하여 다른 탁도계와 비교하여 기술적으로 더 세밀한 분석이 가능합니다. 이 고유한 기술은 TU5 온라인 탁도계와 TU5 시리즈 탁상용 탁도계 모두에 적용되었으며, 이를 통하여 각 현장에서 측정한 데이터의 차이에 대한 불확실성을 줄여줍니다.
자세히 보기TL2350 텅스텐 램프 탁도계, EPA, 0 - 10000 NTU
새로워진 TL23 시리즈 실험실용 탁도계는 믿을 수 있는 기술과 향상된 기능이 복합되어 폐수 및 산업 현장의 요구조건을 충족하는 간편한 측정이 가능합니다.
자세히 보기TL2300 텅스텐 램프 탁도계, EPA, 0 - 4000 NTU
하크(Hach)의 TL23 실험실용 탁도계는 2100N과 2100AN 탁도계의 명성을 잇는 새 얼굴입니다. 직관적인 인터페이스로 사용자 경험을 개선함과 동시에 2100N 및 2100AN과 동일한 광학 블록을 채택하고 있습니다. 이는 하크(Hach) 실험실용 측정기의 역사를 완벽하게 계승합니다.
자세히 보기2100Q 휴대용 탁도계는 편리한 데이터 저장 기능을 제공합니다. 최대 500개의 데이테거 자동으로 기기 내에 저장되며, 쉽게 접근할 수 있으며 백업이 용이합니다. 저장된 정보는 날짜 및 시간, 작업자 ID, 판독 모드, 샘플 ID, 샘플 번호, 단위, 교정 시간, 교정 상태, 에러 메시지 및 결과 등을 포함하고 있습니다.
자세히 보기
탁도 모니터링이 요구되는 분야 및 공정
어떤 산업들은 매일 점검하는 업무가 필요하므로 주기적인 탁도 측정이 필요합니다. 또한 좋은 수질은 필수적이기 때문에 여러 공정에서 탁도 측정의 추가적인 이점을 누리고 있습니다.
식수 처리
공공 식수 및 수처리 플랜트에서 규제 준수는 매우 중요하기 때문에, 탁도 측정은 운영 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 주기적으로 탁도 측정을 수행하는 것은 여과의 역류 사이클을 효율적으로 설계함에 따라 여과 성능을 최적화할 수 있습니다. 또한 여과 장치의 발전으로, 탁도 판독값은 입자가 법을 위반하는지를 가리킵니다. 이를 통해 적절한 법적 규제 대응 시 요구되는 비용 문제를 사전에 예방할 수 있습니다.
근본적으로 탁도 측정은 수처리 플랜트 의 품질 관리의 중요한 부분입니다. 탁도 측정은 작업자들이 가장 중요한 목표를 달성할 수 있도록 해줍니다. 즉 물을 최종 사용자가 안전하게 섭취할 수 있도록 합니다.
- 식수의 탁도 모니터링 시 주의사항 7가지
음료 산업
좋은 수질은 음료의 맛과 풍미가 제일 중요한 음료 산업 에서도 필수입니다. 맥주나 와인 같이 알코올이 함유된 음료의 경우, 맛의 지속성과 유통기한 등은 품질 관리의 핵심입니다. 병으로 된 물이나 탄산음료 등의 경우, 소비자들이 액체 속을 들여다 보기 쉽습니다. 탁도가 문제가 될 수 있습니다.
음료 산업에서 탁도는 원수에 따라 매우 달라집니다. 탁도계를 운용한다는 것은 제조사가 물의 품질을 추가적인 여과 또는 처리가 필요한지 모니터링할 수 있다는 것을 의미합니다. 연속적인 측정은 탁도 판독값이 물이 제조 음료에 대한 높은 기준을 항상 충족하여 품질을 지킬 수 있다는 것을 의미합니다.
폐수 처리
탁도계는 처리 공정의 여러 영역에서 물의 부유물질의 양에 반응합니다. 이에 따라 실시간으로 규제 준수 여부에 보고가 가능하며, 공정을 관리할 수 있습니다.
탁도 측정은 또한 공공 폐수 시설에서 배출수가 품질 기준을 충족하는 지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
탁도는 어떻게 측정될까요?
탁도를 측정할 수 있는 세가지 주요 방법이 있습니다. 각 방법은 다른 산업에서 적용되며 각 장점이 분명합니다.
세키 디스크 또는 튜브를 사용하여 간접적으로 측정하면 호수나 강 등의 지표수에서 물의 투명도를 기준으로 탁도를 측정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
탁도 센서는 빛 산란 기술을 이용하여 더욱 정확한 판독값을 얻을 수 있기 때문에 물 속에 담가 측정할 수 있습니다.
탁도계는 탁도를 측정할 수 있는 가장 다재다능한 장비입니다. 그러므로 다양한 조건에서 사용할 수 있습니다. 탁도계는 보통 입사광이라고 불리는 빛줄기를 이용합니다. 탁도계가 입사광이라는 빛줄기를 이용할 때, 측정해야 하는 샘플 내 부유물질이 산란됩니다.
네펠로 측정법
입사광에서 90도로 산란된 빛을 측정하는 방법을 네펠로 측정법이라고 부르며, 이 측정방법을 사용한 탁도계를 네펠로미터라고 부릅니다. 네펠로미터는 산란된 빛의 양을 감지하며, 사용자에 의해 설정된 교정된 측정 표준과 비교합니다. 물이 더 탁할수록 빛은 더욱 많이 산란합니다. 만약 탁함이 덜하다면 빛은 덜 산란됩니다. 네펠로 측정법은 미국에서 규제 준수와 보고를 위해 허용되는 탁도 측정 방법입니다.
각기 다른 네펠로미터와 탁도계는 다른 목적을 위해 존재합니다. 하지만 입자로부터 산란되는 빛의 비율을 측정한다는 핵심 원리는 동일합니다.
1) 연속 모니터링이 가능한 온라인/프로세스 탁도계
식수 및 몇몇 폐수 처리 시설에서, 탁도를 연속적으로 모니터링하는 것은 필수입니다. 여과 공정의 각 단계를 점검하여 비용이 과도하게 투입되는 사고를 막을 수 있습니다.
온라인/프로세스 탁도계는 간편하며, 유지보수가 덜 필요하고 정확합니다. 매 순간 주의를 기울여야 하는 판독값을 제공하는 데 필요한 환경에서 완벽합니다.
2) 실험실에서 사용하는 탁상용 탁도계
탁상용 탁도계는 여러 수원지에서 측정할 샘플을 채취하고, 실험을 순차적으로 수행해야 하는 경우에 적합합니다.
제어가 가능한 실험실 환경에서 최고로 정확한 측정이 가능하도록 정밀하고 민감하게 설계되었습니다.
3) 외부에서 사용하는 휴대용 탁도계
건설 장소나 폭풍우 이후 강 근처에 실험실용 탁도계를 설치하는 것은 불필요하고 번거로운 일입니다.
이러한 현장에서 휴대용 탁도계는 가장 유용합니다. 이 휴대용 장비들은 내구성이 뛰어나며 현장에서 빠르게 테스트를 수행할 수 있도록 간편하게 설계되었습니다.
탁도 스탠다드(표준)
탁도게는 정확한 탁도 측정값을 보장하기 위하여 제조사 및 규제 당국에 의해 설정된 표준에 따라 교정될 수 있습니다. 일반적으로 포마진이라고 불리는 액체 합성 원료를 사용하여 수행됩니다.
포마진은 탁도계 보장에 1차 표준으로 유일하게 인지됩니다. StablCal ® 안정적인 포마진 탁도 표준과 같은 새로운 스탠다드는 포마진을 기초로 만들어졌지만 더 나은 안정성을 자랑합니다.
봉합된 바이알로 포장되어 있는 StablCal 표준은 현장에서 탁도를 보정하는 데 이상적입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
탁도계를 어떻게 사용하나요?
모든 탁도계는 다른 작동 요구조건을 가지고 있습니다. 그러므로 사용하기 전에 설명서를 확인하는 것이 중요합니다.
그렇지만 대부분의 탁도계는 탁상용 또는 휴대용 단위에 따라 동일한 일반 과정을 따릅니다.
- 깨끗한 바이알의 뚜껑을 열고, 측정을 원하는 여과되지 않은 물을 담습니다. 측정 셀로 따르기 전에 가라앉아 있는 입자들이 움직이도록 용기를 뒤집어 샘플을 잘 섞습니다. 하지만 거품이 생성되어서는 안됩니다.
- 샘플 셀 (또는 측정 셀)의 캡을 고정시켜 단단하게 조입니다
- 측정에 앞서 셀 표면에 보이는 넘쳐 흐른 액체, 먼지 또는 지문 자국 등을 부드럽고 보풀이 없는 천으로 깨끗이 닦아냅니다.
- 탁도계를 평평한 바닥에 둡니다.
- 기기의 전원을 켭니다.
- 자동 범위를 설정합니다.
- 신호 평균을 선택합니다.
- 탁도계의 측정 칸에 셀을 삽입합니다.
- 칸의 뚜껑을 닫습니다.
- "Read(판독하기)" 버튼을 누르면, NTU 단위로 측정값을 확인할 수 있습니다.
물 속의 탁도 기본 범위는 얼마입니까?
국제 보건 기구(WHO)의 기준 에 따르면 소독 전, 식수의 탁도는 1 NTU 미만이어야 합니다.
만약 1-2 NTU를 넘는다면, 염소소독의 효과가 매우 감소합니다. 자원이 부족한 곳이라면, 탁도는 5 NTU 아래를 유지해야 합니다.
탁도계와 네펠로미터의 차이는 무엇입니까?
탁도계와 네펠로미터 모두 물의 혼탁함을 측정합니다. 네펠로미터는 탁도계의 한 종류로 90도 각도에서 입자가 산란하는 빛을 측정합니다.
보통 식수 처리 플랜트의 여과된 물 샘플과 같이 낮은 탁도가 의심되는 샘플을 테스트하는 데 사용됩니다. 이러한 유형의 탁도계는 EPA 및 ISO 표준에 따라 관련 규제 보고를 목적으로 사용할 수 있습니다.
초고농도 탁도 측정은 무엇을 의미합니까?
초고탁도란 기존의 샘플의 탁도가 너무 높아 네펠로 방식의 빛 산란 방법을 사용할 수 없을 때를 말합니다. 2,000 NTU를 초과하는 탁도는 네펠로 신호를 감소시킵니다. 그렇기 때문에 기존의 탁도계는 부유물질에 의해 산란되는 빛을 정확하게 판독할 수 없습니다.
색상도 탁도 측정에 영향을 끼치므로 지표수, 폐수, 식품, 세포배양, 수중유 등의 샘플의 탁도가 초고농도 수준이라면 엄격하게 네펠로 방식의 판독을 사용하여 탁도를 측정하는 것은 불가능합니다.
다행히도 초고농도의 탁도를 측정하는 데 사용할 수 있는 다른 기술이 있습니다. 바로 전도시켜, 전방 산란과 후방 산란하는 방법을 이용하는 것입니다. 이는 비율 측정법으로 알려져 있으며, 우유의 지방 함유량을 모니터링하는 것과 같은 초고탁도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
탁도와 총부유물질(TSS)의 상관관계는 어떠합니까?
두 가지 매개변수 간 가장 큰 차이는 탁도는 방법에 의해 파생되는 한편 TSS는 절대 항목이라는 것입니다.
이것은 TSS가 모든 액체를 증발시킨 다음 고체의 잔여물의 무게를 재고 리터 당 밀리그램(mg/L)으로 농도를 표시해주는 중량 측정법으로 측정할 수 있다는 것을 의미합니다. 또다른 차이는 희석에 반응한다는 것입니다. 희석된 샘플의 TSS는 선형이며, 반대로 탁도는 샘플 또는 스탠다드의 희석 시 선형으로 변하지 않습니다.
탁도계는 액체 내의 TSS를 추정할 수 있습니다. 하지만 샘플의 탁도와 TSS 사이의 상관관계가 설정된 경우에만 가능합니다. 이는 지속 가능하지 않으며, 다양한 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
탁도계의 역사가 궁금합니다?
물의 탁도의 첫번째 공식 측정(1900년 경)은 잭슨 캔들 방법(그림1)으로 불립니다.양초 위에 설치된 수직적인 유리 튜브가 필수입니다. 튜브의 눈금이 증류수의 규조토(실리카)의 백만분의 1(ppm)을 포함하는 표준 기준 용액의 희석을 이용하여 보정됩니다.
튜브에서 측정하는 보정된 단위는 Jackson Turbidity Unity(JTU)라고 명명되었습니다. 양초의 불꽃이 바로 위에서 사람의 눈으로 보이지 않을 때까지 샘플수를 튜브에 넣습니다. 그 지점에서 튜브 내 물의 깊이를 표시하는 튜브의 눈금은 JTU 판독값과 분명하게 일치합니다.
오늘날의 계측기와 방법과 비교하여, 이 초기방법은 탁도를 상대적으로 대강 측정합니다. 이는 보는 사람의 시력과 사용되는 양초의 차이에 따라 일관성 없는 결과로 이어질 수 있습니다.
1926년 킹스버리, 클락, 윌리엄 그리고 포스트는 공식화하기 훨씬 쉬운 새로운 스탠다드 기준 용액(포마진 폴리머)를 개발했습니다. 이는 원재료에 따라 다양성이 큰 잭슨의 규조토 기준 스탠다드에 비해 훨씬 더 일관성있는 결과를 제공합니다.
포마진은 식수 분야에서 일반적으로 경험할 수 있는 입자와 탁도를 잘 재현합니다. 포마진의 장점 중 하나는 모든 폴리머 사슬이 동일한 사이즈가 아님에도 불구하고, 매번 매우 주기적인 반응을 보인다는 것입니다.
포마진 스탠다드는 탁도 측정을 표준화하는 방향으로 나아갈 수 있는 주요 발걸음이 되었습니다. 광원 및 광 디텍터와 같은 탁도 부품이 양초의 빛과 사람의 육안과 같은 다양한 변수들을 제거한 반면 포마진은 오늘날 여전히 사용되고 있습니다.
그림1최초의 잭슨 캔들 탁도계는 양초에서 물기둥을 통해 전달되는 빛의 양에 기초했습니다.