탁도란?
탁도란 물의 흐림정도를 나타내는 것으로 투시도와 같은 목적으로 사용되는 지표로 사용된다.
탁하다는 말은 빛의 통과를 방해하거나 가시심도(Visual Depth)를 제한하는 부유물질을 포함하고 있다는 뜻이다. 탁도는 물의 탁한 정도를 표시하는 것으로 여러가지 부유물질에 의하여 생겨나고 그 크기범위는 콜로이드 분산질로 부터 크기가 큰 분산질에 이르며 난류도에 따라 달라진다.
호소와 같이 비교적 정체된 상태에 있는 물에서의 탁도는 대부분 콜로이드의 분산과 대단히 미세한 분산질에 의하여 생겨나며, 하천수와 같이 흐르는 상태의 물속에서는 대부분 비교적 크기가 큰 분산질에 의하여 생겨난다.
탁도를 유발하는 물질로는 토사류와 같은 순수한 무기물질로부터 천연유기물 또는 공장폐수와 가정하수에서 유입되는 많은 양의 무기물질과 유기물질, 또한 유기물질로 인해 생성된 박테리아와 미생물, 조류(Alage) 등도 탁도를 유발하는 원인물질이 된다. 이러한 다양한 성분 및 각각의 특성을 탁도 유발물질을 제거하기 위해서는 여러가지 특별한 처리장치 및 기술이 필요하다.
1. 환경적 영향
1) 심미적 영향
미관상 좋지 않은 영향을 주지 않아야 한다.
2) 여과성
여과는 탁도가 증가할 경우 가장 어렵고 비용이 많이 드는 처리방법이다. 완속모래여과기의 경우 처리 대상의 탁도가 높으면 여과기의 운전시간이 짧아지고 세척을 자주 해야하므로 비용적 문제가 발생할 수 있다.
급속모래여과기를 사용하는 경우는 물이 여과기로 유입되기 전에 화학적으로 응집시켜 여과기가 최대의 제거율로 운전될 수 있도록 해준다.
3) 살균
공공용수는 일반적으로 염소 및 오존살균을 거쳐 사용자에게 공급된다. 살균이 확실히 이루어지지 않을 경우 건강상에 큰 문제를 일으킬 수 있다. 살균효과를 최대화하기 위해서는 살균제가 살균대상과 충분히 접촉해야 하는데 탁도가 높을 경우 탁도 유발 물질이 살균제와 살균대상과의 접촉을 방해하여 살균효과를 떨어뜨린다.
2. 탁도의 기준
일반적으로 자연수에서 탁도를 일으키는 물질은 매우 다양하다. 따라서 탁도를 측정하기 위해서는 기준이 필요하다. 탁도의 기준으로는 보통 SiO2를 사용하고 있다.
1mg SiO2 = 탁도 1도
이 때 실리카(Silica)는 입자의 크기가 반드시 특정한 규격에 맞는 것이어야 한다. 이는 탁ㄷ 측정에는 사용하지 않고 탁도미터계의 눈금을 보정하는데 사용한다. 탁도는 정제 Kaolin 1mg(백도토를 주성분으로 함)이 물 1중에 함유되어 있을 때 흐림정도를 탁도 1도 또는 1ppm으로 정의한다.
다른 방법을 사용하는 경우에는 반드시 표준 현탠액을 제조하여 기준으로 사용해야 한다.
대개의 방법에서는 천연물질을 사용하며, 카올린(Kaolin, 고령토)이나 ormazin 고분자 현탁액을 사용할 수 있다. 현탁액은 Jackson candle 탁도계로 표준화한다.
3. 탁도의 측정
탁도를 측정하는 방법에는 여러가지가 있으나 주로 기기를 사용하여 탁도를 측정한다.
1) Jackson Candle Turbidity Unit (JTU)
이 장치는 측정을 위한 유리관, 고정장치, 촛불로 구성된다. 눈금있는 Mass-Cylinder를 촛불 위에 올려놓은 상태에서 Mass-Cylinder에 액체를 넣게 되면 탁도에 따라서 불꽃이 보이는 눈금이 달라지는 원리를 이용한다.
육안법은 현대적인 기기법에 비하면 원시적인 방법이다. 일반적으로 육안법으로 측정한 결과와 기기법에서 Formazin 표준을 사용하면 40 JTU가 40 NTU와 거의 같아진다.
2) Formazi Turbidity Unit (FTU)
Kaolin 표준탁도 극소 함유량의 단위로 국내에서는 ppm을 도(०)로도 사용한다. 우리나라의 탁도기준으로 사용되는 단위로 1mg SiO2/를 표준으로 한다.
3) Part per million (PPM)
Kaolin 표준탁도 극소 함유량의 단위로 국내에서는 ppm을 도(०)로도 사용한다. 우리나라의 탁도기준으로 사용되는 단위로 1mg SiO2/를 표준으로 한다.
4) Absorbency (ABS)
오탁물질에 의하여 빛의 흡수나 산란등에 의하여 빛의 강도가 변화하는 값, 즉 흡광도를 말한다.
Lamber-Beer의 법칙에 의하여 흡광도는 투과도의 역수의 상용대수 값을 말한다.
ABS(흡광도) = Log(1/투과도)
4. 탁도의 표준단위
탁도는 물의 흐린 정도를 정량적으로 나타낸 지표로서 현재 학계에서 사용되고 있는 탁도의 단위는 표 4-1과 같으며, 여러 가지 탁도 단위들의 환산표는 표 4-2에 정리하였다.
이들 단위를 사용하는 측정기는 표준 부유물로 교정하여야 하며, 국제적으로 인정된 탁도 표준은 포르마진(Formazine) 이다.또한, 순수 용액에는 미립자가 없으나, 이상적인 순수 용액은 없고 정제수가 약 0.023 NTU에 해당된다.
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구분 |
1 FNU, 1 NTU, 1 FTU |
1 ASBC |
1 EBC |
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FNU, NTU, FTU |
1 |
0.057 |
4 |
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ASBC |
17.5 |
1 |
70 |
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EBC |
0.25 |
0.014 |
1 |
<표 4-1> 탁도의 단위
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구분 |
1 FNU, 1 NTU, 1 FTU |
1 ASBC |
1 EBC |
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FNU, NTU, FTU |
1 |
0.057 |
4 |
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ASBC |
17.5 |
1 |
70 |
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EBC |
0.25 |
0.014 |
1 |
<표 4-2> 탁도 단위 환산표
5. 탁도 측정원리
탁도 전자측정계는 부유물질로 인해 90도로 산란된 빛의 양을 측정하므로써 작동한다.
그러나 입자의 크기에 따라 산란되는 정도가 약간씩 다르다. 큰 입자일 수록 작은 각도로 산란되고, 작은 입자일 수록 큰 각도로 산란된다.
이 것은 일부 측정기의 사양에 "비례", "비례하지않음"를 나타내는 이유이다. 다양한 입자를 사용하여 존재하는 입자의 크기 차이를 보상하기 때문이다.
탁도 측정기가 "비례"로 측정하는 경우, 입자의 크기 차이로 인한 변화를 수정하기 위해 여러 검출기의 데이터를 사용하고 평균을 구한다.
[참고]
1.http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jmsin30&logNo=80156937949
2. https://camblab.info/wp/index.php/how-do-turbidity-meters-work-what-does-ratio-and-non-ratio-mean-in-a-turbidity-meter/
