עכירות

עכירות (באנגלית: Turbidity) היא מדד פיזיקלי המבטא את צפיפות החלקיקים בתמיסה קולואידית שבה החלקיקים נשארים בתרחיף בגלל גודלם. העכירות גדלה ככל שצפיפות החלקיקים עולה. עכירות היא תוצאה של פיזור אור. כדי שאור יתפזר, על הגוף המפזר להיות לפחות בגודל של חצי מאורך הגל המוקרן עליו.[דרוש מקור] העין האנושית תקלוט עכירות רק בריכוז גבוה יחסית, ועכירות נמוכה לא תיראה בעין בלתי מזוינת. כאשר העכירות בנוזל נראית לעין האנושית, פירוש הדבר שהחלקיקים בנוזל מפזרים אור בתחום האור הנראה (660nm). עכירות היא ערך הנמדד במים ומשמש להערכת טיבם של מי שתייה, מים מינרליים, מי בריכות שחייה ומי קולחין. מים עכורים נחשבים למים שיש בהם ריכוז גבוה של מוצקים מרחפים (Total suspended solids) ומטען גבוה של חיידקים. העכירות ( K d {\displaystyle K_{d}} ) מחושבת באופן הבא: K d = ln ( I 0 I 1 ) z 0 − z 1 {\displaystyle K_{d}={\frac {{\text{ln}}\left({\frac {I_{0}}{I_{1}}}\right)}{z_{0}-z_{1}}}} כאשר I x {\displaystyle I_{x}} הן עוצמות האור, ו- Z 0 − Z 1 {\displaystyle Z_{0}-Z_{1}} הוא המרחק שהאור עבר במים. בשיטת העכירות ניתן גם להשתמש לספירת חיידקים בתמיסה מימית בגלל מידותיהם. המדד לטיב מים מתבטא ביחידת FTU (FormazinTurbidity Unit). הדרך הישירה למדוד את טיב המים היא באמצעות מדידת הירידה בעוצמת האור העובר דרך דגימת מים בזווית של 90o. דרך עקיפה היא למדוד את כמות המים הנדרשת על מנת להסתיר להבה של נר במבט דרך המים - ככל שדרושה כמות גדולה יותר של מים, כך הם צלולים יותר. המדידה הזו נעשית ביחידות של JTU (Jackson Turbidity Unit). המים עצמם גורמים לניחות מסוים של קרני האור. מכשירי מדידה מודרניים אינם משתמשים בנרות, אך הגישה של מדידת הניחות של קרני אור במעבר דרך המים עדיין נמצאת בשימוש. תכונות החלקיקים התלויות במבנה, צבע, תכונות ההחזרה הספקטרלית וההרכב הכימי שלהם, משפיעה על תכונות פיזור קרן האור הממוקדת בהם. עכירות המים מבוצעת במכשיר הנקרא נפלומטר עם גלאי המחובר לצד קרן האור הנראה לעין. ככל שכמות האור המגיעה לגלאי גבוהה יותר, כך ישנם יותר חלקיקים המפזרים את קרני האור הפוגעות בהם. יחידות המידה במכשיר כזה נקראות NT (Nephelometric Turbidity Unit). היות שחלקיקים כבדים נוטים לשקוע מהר ואינם משפיעים על מדידת העכירות, נדרש חישוב של המתאם בין מידת העכירות לבין כלל המוצקים המרחפים, הקרוי TSS (Total Suspended Solids). השיטה המקובלת לבדיקת עכירות במים פותחה על ידי Environmental Protection Agency - EPA. שיטה נוספת למדידת עכירות של נהרות ומקווי מים היא Secchi disk (אנ'). דסקה שחורה-לבנה מושקעת בנהר עד אשר לא ניתן להבחין בה עוד, ואז מודדים את העומק שבו נמצאת הדסקה. שיטה זו אינה מכמתת באופן ישיר את צפיפות החלקיקים במים, אך יש לה מספר יתרונות: מהירות וקלות שימוש, מחיר נמוך ואינטגרציה של העכירות על העומק, כאשר קיימות במים שכבות ברמות שונות של עכירות. לא ניתן להשתמש בשיטה זו במים רדודים מדי, שכן במצב כזה לא ניתן להגיע לעומק שבו לא מבחינים עוד בדיסקיה. עכירות במים בטבע יכולה להיות מושפעת ממספר גורמים: פיטופלנקטון, פעילויות אנושיות המשבשות את הרכב הקרקע כמו סחף של משקעים מזוהמים עקב כרייה ובנייה בעונת הגשמים וחדירתם למאגרי המים. אזורים מיושבים תורמים להעלאת עכירות המים עקב סחף של מי-גשמים ממשטחים סלולים, גשרים ומגרשי חניה. תעשיות שונות כגון מחצבות ומכרי פחם עלולות לגרום להעלאת העכירות כתוצאה מחדירה של אבק מרחף. ככל שעולה רמת העכירות במי השתייה, כך עולה הסיכון למחלות אנטרליות (Enteric diseases) הנגרמות על ידי חיידקים, נגיפים וחד-תאיים בבני אדם ובעלי חיים. חלקיקים זרים המצויים במים עלולים אף לנטרל אמצעים המשמשים לחיטוי מים, כמו תמיסת נתרן תת-כלורי וקרניים אולטרא סגולות המשמשים לחיטוי מים כנגד מיקרואורגניזמים פתוגניים. חיטוי מים עכורים מחייב שימוש בריכוזים גבוהים יותר של חומרי חיטוי. כתוצאה מכך, נוצרים יותר חומרים השייכים לקבוצת האורגנו-כלורינים, הנחשבים לרעילים. בהיותם של חומרים אלה בעלי פוטנציאל קרצינוגני ומוטגני במים, הרי שהסיכון בשימוש במים שעברו תהליך של כלורינציית על גובר. במאגרי מים או בנהרות, עכירות גבוהה עלולה להפחית את כמות האור המגיעה למעמקים, למנוע צמיחתה של צמחיית מים בעומקים, ועל ידי כך לפגוע במינים התלויים בצמחים אלה, כגון דגים או רכיכות. באזורים שבהם גדלים מנגרובים, עכירות גבוהה היא חיונית לקיום מינים מסוימים המגוננים על דגיגים צעירים מפני טורפים. באזורי צמיחת המנגרובים לאורך חופה המזרחי של אוסטרליה (Moreton Bay), דרושות למערכת האקולוגית רמות עכירות גבוהות עד כדי 6NTU.[דרוש מקור] רמות העכירות המרבית המותרות במי-שתייה, מי-קולחין, בריכות שחייה ומים מינרליים נקבעו על ידי משרד הבריאות הישראלי בתקנות לבריאות העם ומפוקחות על ידה על פי תוכנית ניטור תקופתי. NEMI Method Summary - 180.1, www.nemi.gov Using your Secchi Disc | Calvert Marine Museum, MD - Official Website, www.calvertmarinemuseum.com M. Koivusalo, E. Pukkala, T. Vartiainen, J. J. Jaakkola, T. Hakulinen, Drinking water chlorination and cancer-a historical cohort study in Finland, Cancer causes & control: CCC 8, 1997-03, עמ' 192–200 doi: 10.1023/a:1018420229802 משרד הבריאות, הכלים לשמירת איכות המים