Kekeruhan, Unit Kekeruhan dan Konversi Satuan
Seperti disebutkan artikel sebelumnya, unit kekeruhan tidak memiliki nilai inheren. Mereka lebih merupakan pengukuran kualitatif, bukan kuantitatif, Tidak ada konversi standar antara berbagai unit kekeruhan (misalnya NTU atau FNU) dan pengukuran massa kuantitatif (mg / L). Selain itu, air jernih tidak selalu sehat, dan juga air keruh tidak selalu menunjukkan masalah.
Data kekeruhan harus selalu diambil dalam konteks. Ini berarti bahwa penting untuk mempertimbangkan sifat padatan tersuspensi yang ada, dalam gambaran yang lebih besar dari sistem air (mis. Aliran, danau, laut, atau instalasi pengolahan air limbah). Untuk tujuan ini, lebih sering terjadi perubahan dalam kekeruhan yang mengindikasikan masalah, seperti perkembangan ganggang di danau, atau peningkatan yang stabil pada endapan tersuspensi di sungai karena anak sungai yang tercemar.
Sedimen mengalir masuk ke Selat Juan de Fuca dari sungai Elwha
Washington USA, setelah pemindahan bendungan. Foto Kredit John Felis, USGS
Sebagai pengukuran kontekstual kualitatif, berbagai unit kekeruhan yang digunakan dapat membingungkan. Setiap metode pengukuran menggunakan unit yang berbeda. Banyak unit kekeruhan diperkenalkan karena perubahan jenis sumber cahaya, detektor, atau sudut pengukuran mengubah pembacaan kekeruhan. Selain itu, padatan berbasis mineral akan memantulkan lebih banyak cahaya, sedangkan partikel organik cenderung menyerap lebih banyak cahaya. Efek ini didasarkan pada hubungan antara cahaya (panjang gelombang dan lebar balok) dan ukuran partikel, warna dan konsentrasi. Dengan demikian, berbeda instrumen kekeruhan dapat menghasilkan berbagai pengukuran kekeruhan bahkan dalam sampel yang sama.
Sementara unit kekeruhan dapat kira-kira sama, untuk memastikan catatan yang akurat, konsistensi dalam metode dan instrumen harus dipertahankan. Secara historis, unit-unit seperti NTU dan JTU sering salah ditukar karena mereka dianggap setara. Sayangnya, praktik ini masih terjadi hingga saat ini, terutama dengan FNU dan NTU. Banyak manual instrumen menyarankan penggunaan unit yang tidak tepat hanya karena mereka lebih dikenal. Unit mana yang harus digunakan dengan metode pengukuran atau desain instrumen yang dapat ditemukan di bagian standar kualitas
Jika penggunaan unit tertentu benar-benar diperlukan, korelasi antara dua instrumen kekeruhan dapat dikembangkan. Model yang dihitung ini dapat digunakan untuk mengkonversi antara unit dan membandingkan data dari instrumen yang berbeda saat menggunakan sampel yang sama atau lokasi air permukaan yang sama.
Demikian juga, korelasi juga dapat dibuat antara konsentrasi sedimen tersuspensi dan pengukuran kekeruhan. Namun, model yang dihitung ini hanya memadai untuk lokasi tertentu di mana pengukuran dilakukan. Air permukaan tidak statis, dan tingkat dan sumber kekeruhan akan bervariasi berdasarkan lokasi, musim atau faktor lainnya. Jadi, di badan air lain dengan jenis, ukuran, dan distribusi partikel yang berubah, konversi semacam itu tidak lagi akurat. Pengukuran baru harus diambil untuk menghitung model konversi baru untuk lokasi itu.
Suatu peristiwa curah hujan tunggal di Vietnam menyebabkan kekeruhan berfluktuasi secara luas. Photo Credit Johanna Slaets via the Environmental Monitor
NTU = a * TSSb
NTU = Pengukuran Kekeruhan
TSS = Pengukuran padatan tersuspensi dalam mg/L
a = koefisien estimasi-regresi
b = koefisien estimasi regresi, kira-kira sama dengan 1
Ketika bahan organik, gelembung udara atau bahan berwarna terlarut ada, persamaan tersebut bisa menjadi tidak konsisten. Selain itu, akurasi korelasi didasarkan pada hubungan linear antara kekeruhan dan padatan tersuspensi. Ketika hubungan menjadi non-linear (di atas) 40 NTU untuk metode nefelometrik), persamaan tidak lagi cocok. Pemodelan Survei Geologi Amerika Serikat menggunakan data aliran di samping kekeruhan dan pengukuran sedimen tersuspensi untuk menghitung model regresi. USGS merekomendasikan penggunaan transformasi logaritmik basis-10 untuk memenuhi asumsi regresi linier. Mengubah data meningkatkan simetri, linieritas, dan normalitas, walaupun itu juga memerlukan faktor koreksi bias transformasi ulang. Contoh model regresi linier melalui metode ini mungkin terlihat seperti :
Log10 (SSC) = a * Log10 (Turb) + b
SSC = konsentrasi sedimen tersuspensi, dalam mg / L
Turb = kekeruhan, dalam satuan nephelometric formazin (FNU)
a = koefisien regresi
b = Faktor koreksi bias Duan
Setelah model regresi diterima, ini dapat digunakan untuk memprediksi konsentrasi sedimen tersuspensi . Model tersebut harus dianalisis ulang dan divalidasi seperlunya, berdasarkan sifat sumber air permukaan. Jika model regresi linier tunggal tidak memenuhi kriteria yang ditetapkan, model regresi berganda dapat digunakan. Meskipun tidak ada rumus standar, korelasi yang dihitung ini dapat berguna dalam memantau kualitas air . Perhatian khusus harus diambil ketika ketika membangun hubungan antara kekeruhan dan endapan tersuspensi karena nilai keduanya dalam badan air dapat berubah secara konstan.
Jika cukup data tersedia, hubungan dapat dibuat antara aliran, kekeruhan, dan total padatan tersuspensi.
Daftar Pustaka Kekeruhan, Unit Kekeruhan dan Konversi Satuan
1. Wood, M. S. (2014). Estimating suspended sediment in rivers using acoustic Doppler meters. In U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014-3038. N.p.: U S Geological Survey.
2. Fink, J. C. (2005, August). Chapter 4 – Establishing A Relationship Between Sediment Concentrations And Turbidity. In The Effects of Urbanization on Baird Creek, Green Bay, WI (Thesis). Retrieved from http://www.uwgb.edu/watershed/fink/Fink_Thesis_Chap4.pdf
3. Anderson, C. W. (2005). Turbidity 6.7. In USGS National Field Manual for the Collection of Water-Quality Data. U S Geological Survey.
4. Down, E. D., & Lehr, J. H. (Eds.). (2005). Environmental Instrumentation and Analysis Handbook. N.p.: John Wiley & Sons.
5. Campbell Scientific, Inc. (2014, May). OBS-3+ and OBS300 Suspended Solids and Turbidity Monitors. In Instruction Manual. (Rev. 5/14) Retrieved from http://s.campbellsci.com/documents/us/manuals/obs-3+.pdf
6. YSI Incorporated. (2001). The YSI Wiped Turbidity Sensor: An Overview of Turbidity, Nephelometry and an Advancement in In Situ Measurement of Turbidity. In YSI Environmental White Paper. Retrieved from https://www.fondriest.com/pdf/ysi_wiped_turbidity.pdf
7. WHO. (n.d.). Fact Sheet 2.33: Turbidity Measurement. In Fact sheets on environmental sanitation. Retrieved from http://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/emergencies/fs2_33.pdf
8. Myre, E., & Shaw, R. (2006, April). The Turbidity Tube: Simple and Accurate Measurement of Turbidity in the Field. In Department of Civil and Environmental Engineering, Michigan Technological University. Retrieved from http://www.cas.umn.edu/assets/pdf/Turbidity%20Tube.pdf
9. Rasmussen, P. P., Gray, J. R., Glysson, G. D., & Ziegler, A. C. (2011). Guidelines and Procedures for Computing Time-Series Suspended-Sediment Concentrations and Loads from In-Stream Turbidity-Sensor and Streamflow Data. InChapter 4 of Book 3, Applications of Hydraulics, Section C, Sediment and Erosion Techniques. Reston, VA: U S Geological Survey. Retrieved from http://pubs.usgs.gov/tm/tm3c4/pdf/TM3C4.pdf