Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
12. szám - Bulkai János–Licskó István–Szépkuti Lajosné: Hidrometeorológiai viszonyok hatása a lebegő anyagok Zéta-potenciáljára
558 Hidrológiai Közlöny 1973. 12. sz. Bulkai L., Licskó I., Szépkuti L.-né: Hidrometeorológiai viszonyok ggvenve. Ha a részecskék mérete egységes, az elektromotoros erő mérésével meghatározhatjuk a szemcsék Zéta-potenciálját. 3. Elektroozmózis A kolloid rendszert olyan edényben kell elhelyeznünk, amelyben kapilláris jelenségek alakulhatnak ki. A kapillárisokra feszültséget bocsátva vagv a folyadék áramlási sebességét mérjük, vagy a kialakuló nyomáskülönbséget. A mért értékekből a Zéta-potenciál kiszámítható. 4. Elektroforézis A vizsgálandó szuszpenziót elektródák közé helyezzük. Feszültséggradiens hatására az elektromos töltéssel rendelkező részecskék elmozdulnak. Vándorlási sebességük függ Zéta-potenciáljuktól, így azt a mért vándorlási sebességből számoljuk. Az említett négy lehetőség közül híg vizes szuszpenziók Zéta-potenciáljának mérésére a negyedik pontban leírt a legalkalmasabb. Ebben az esetben ugyanis mérés során azt a kolloid szemcsét figyeljük meg, amelynek sajátosságairól felvilágosítást szeretnénk nyerni. Homogén elektromos erőtérben a töltéssel rendelkező részecskék a saját töltésük előjelével ellentétes pólus felé vándorolnak. A vándorlási sebesség (konstans hőmérséklet és nyugvó folyadék esetén) az elektromos térerősség nagyságától, valamint a részecske töltésének nagyságától függ. A térerősség és a részecske vándorlási sebességének ismeretében lehetőség nyílik a kolloid szemcse Zéta-potenciáljának meghatározására. A szemcse töltésének, illetve Zéta-potenciáljának meghatározásához szükséges matematikai összefüggéseket a Maxwell-egyenletekből kiindulva állapíthatjuk meg. Az elektromos erőtér és a folyadék molekulák hatásának együttes figyelembevételével végül a Helmholtz—Smoluchowskiegyenlethez jutunk: intjC C = eü (1) ahol £ a Zéta-potenciál [CGS Volt] U a térerősség [Volt/cin] Mo[ypden_ anód Platina-iridium katód Aramlásmentes egyenes 2. ábra. .1 Riddick-féle mérőcella vázlata Fuj. 2. Principle of the Riddick-type measuring cell C a részecske vándorlási sebessége [em/sec] >; a szuszpendáló folyadék viszkozitása [poise] e a szuszpendáló folyadék dielektromos állandója III. A mérőberendezés ismertetése és a mérés lebonyolítása A berendezés legkényesebb része az elektroforetikus cella. Áramlási csatornájának két végpontjához csatlakozik a Mo anód és a Pt katód (2. ábra). A cellában elhelyezett szuszpenziót oldalirányú szórt fénnyel világítjuk meg, így a szilárd szemcsék a Tyndall-effektus alapján mikroszkóp alatt láthatók lesznek. Stabilizált tápegység segítségével a szuszpenzióba merülő két elektród között meghatározott feszültségkülönbséget hozunk létre. A kialakuló elektromos erőtérben a részecskék vándorolni kezdenek. A mikroszkóp okulárján pontos, ismert távolságokra osztott skála van. Mérjük azt az időt, amely egv kiszemelt részecske két jel közötti mozgása alatt eltelik. A távolság és az idő ismeretében kiszámíthatjuk a szemcsék sebességót, ennek ismeretében pedig meghatározhatjuk Zéta-potenciáljukat. Elektroforézis alkalmával az áramlási csatornában nem kívánt folyadékmozgás is fellép. A fal mentén elhelyezkedő folyadékrész a katód, a csatorna közepén levő folyadékrész pedig az anód felé vándorol. A két ellentétes irányú áramlás érintkezési felületén gyakorlatilag mozdulatlan a folyadék. Zéta-potenciál mérés szempontjából a folyadéknak csak ez a része jöhet számításba, mert a mozgó folyadék károsan befolyásolja a megfigyelendő részecske sebességét. A New-York-i Zeta Meter Incorporation által kifejlesztett Riddickféle Zeta Meter biztosítja az áramlásmentes egyenes gyors és kényelmes megtalálását, valamint a lebegő anyagok sebességének gyors mérését. Hátránya csupán az, hogy a mérés nem automatizálható, mivel mérő személy jelenléte szükséges. IV. A mérés célja és a mért adatok feldolgozásának módja Elsősorban arra voltunk kíváncsiak, bogy a hidrometeorológiai tényezők (vízhőmérséklet, áradás, apadás, havazás, folyók befagyása, lebegőanyag mennyisége, algatevékenység) hogyan befolyásolják a felszíni vizek — konkrétan a Ráckevei — (Soroksári) — Dunaág — kolloid diszperz rendszerének töltésviszonyait. Az alkalmazott víztisztítási technológia szempontjából ugyanis nem lehet közömbös, hogy az eltávolítandó kolloid szemcsék egyik leglényegesebb sajátossága a hidrometeorológiai tényezőktől független-e, vagy pedig követi annak változásait. Egy éven át (1970 június—1971 július) végeztünk méréseket csaknem minden munkanapon. Erre azért volt szükség, mert figyelemmel akartuk kísérni a hidrometeorológiai jellemzők legfinomabb változásait is. A Ráckevei —(Soroksári) — Dunaágból kivett vizet kellő homogenizálás után a III.-ban leírtak szerint kezdtük vizsgálni. Egyegy alkalommal 40—-100 részecskét figyeltünk meg. Előzetes, tájékoztató jellegű adatfeldolgozás során a következő megállapításokhoz jutottunk:
