كثيرًا ما يلاحظ العاملون في مختبرات الرصد البيئي الأمر ذاته عند تولّيهم تقدير الملح الكلي في الماء: الوقت لا يُستهلك في تبخير الماء، بل في الوصول إلى الوزن الثابت بعده.
المعيار HJ 51-2024، «جودة المياه — تقدير الملح الكلي — الطريقة الوزنية»، سارٍ منذ 1 يوليو 2025، ويحل محل HJ/T 51-1999. وينطبق على المياه السطحية والمياه الجوفية ومياه الصرف المنزلية ومياه الصرف الصناعي.
المعيار وزني: يجب تجفيف المتبقي عند 105 °C ± 2 °C إلى وزن ثابت، ولا يُعدّ الوزن الثابت محققًا إلا حين لا يختلف ناتجا تجفيف ووزن متتاليان بأكثر من 0.5 mg.
لذلك قد يتضمن التقدير الواحد عمليًا دورات عديدة: تجفيف ← تبريد ← وزن ← حكم ← تجفيف مرة أخرى.
الخطوة الأولى: يجب أن يبلغ الطبق الفارغ الوزن الثابت أيضًا
وهذا أمر يسهل إغفاله. فالمعيار HJ 51-2024 لا يزن المتبقي مباشرة؛ بل يُستخرج الملح الكلي من كتلة المتبقي مع الطبق معًا، مطروحًا منها كتلة الطبق الفارغ.
لذا يجب تجفيف الطبق وتبريده ووزنه، مع تكرار التسلسل حتى بلوغ الوزن الثابت. ويشترط المعيار مدة لا تقل عن 1 h لكل دورة تجفيف، ثم تكرار التجفيف والتبريد والوزن حتى الوزن الثابت. وبعبارة أخرى، الوزن الثابت للطبق الفارغ خطوة تجريبية كاملة بذاتها.
الخطوة الثانية: يجب أن تبلغ العينة الوزن الثابت مرة أخرى
لا تُضاف العينة إلا بعد بلوغ الطبق الفارغ الوزن الثابت. ووفق HJ 51-2024، يُرشَّح عادةً 100 mL من عينة الماء عبر غشاء 0.45 μm، ويُضاف إلى الطبق الذي بلغ الوزن الثابت، ويُبخَّر في حمام مائي.
وبعد الجفاف، تُزال المواد العضوية المتبقية ببيروكسيد الهيدروجين، ثم يمرّ الطبق مجددًا بتجفيف عند 105 °C ± 2 °C وتبريد ووزن حتى بلوغ الوزن الثابت.
وعليه فإن التسلسل الكامل هو: الوزن الثابت للطبق الفارغ ← تبخير العينة ← معالجة المتبقي ← الوزن الثابت للعينة ← حساب النتيجة. ولهذا فإن العبء اليدوي في الطريقة الوزنية لتقدير الملح الكلي ليس بالهيّن إطلاقًا.
أين يكون الوزن الثابت اليدوي أصعب؟
لنأخذ مختبرًا يعالج 30 عينة ماء في دفعة واحدة. فإذا احتاج كل طبق إلى عدة أوزان، وجب على المشغل أن يكرر مرارًا:
- فتح الفرن؛
- إخراج الطبق؛
- تبريده؛
- نقله إلى الميزان؛
- وزنه؛
- تسجيل البيانات؛
- الحكم على بلوغ الوزن الثابت؛
- إعادته إلى الفرن.
وهذا يتعلق بالعينة وحدها. فالوزن الثابت للطبق الفارغ يجب إنجازه أولًا. ومع نمو حجم الدفعة، يصبح الوزن الثابت سريعًا عنق الزجاجة في سير العمل بأكمله.
كيف يساعد نظام التبخر الآلي مع الوزن الثابت؟
يجمع نظام التبخر الآلي مع الوزن الثابت، المصمَّم لهذا سير العمل، التبخر في حمام مائي + التجفيف بالتسخين + التبريد الآلي + الوزن الدقيق + الحكم على الوزن الثابت في جهاز واحد.
ويستطيع النظام إنجاز الوزن الثابت للطبق الفارغ أولًا، ثم تبخير العينة والوزن الثابت للمتبقي. وعندما تحقق نتائج الأوزان المتتالية شرط الوزن الثابت المضبوط، يُنهي تسلسل تلك العينة آليًا.
وهناك نقطة تستحق التأكيد: يجب أن يكون خطأ الوزن الثابت في الجهاز أضيق من الحد الذي يضعه المعيار — وإلا تحوّلت الأتمتة نفسها إلى مصدر خطأ. والنظام المصمَّم بخطأ وزن ثابت قدره 0.3 mg يترك هامشًا أمام معيار 0.5 mg في HJ 51-2024. ويبقى على المختبر إنجاز كل خطوة من خطوات الترشيح وبيروكسيد الهيدروجين والتجفيف، وكل متطلبات المعالجة المسبقة ومراقبة الجودة الأخرى.
إدارة العينات في دفعات
بالنسبة لمختبر يعالج جودة المياه في دفعات، يحدّد عدد العينات التي يستطيع جهاز واحد إدارتها في وقت واحد الإنتاجية اليومية مباشرةً. وتتعامل بعض الطرازات مع ما يصل إلى 69 عينة في المرة الواحدة.
والجهاز لا يحل محل ميزان تحليلي فحسب — بل يدمج عمليات كانت موزعة سابقًا على حمام مائي + فرن تجفيف + مجفف (ديسيكاتور) + ميزان تحليلي + سجلات يدوية.
ما الذي يقدمه الوزن الثابت الآلي فعليًا
القيمة ليست مجرد أن يتولى الجهاز الوزن نيابة عن المشغل. بل يعالج نقطة ألم قديمة في الاختبار الوزني:
- عدد كبير من الأوزان المتكررة؛
- المناولة اليدوية المتكررة؛
- تكرار الحكم على الوزن الثابت؛
- صعوبة إدارة العينات في دفعات.
وبالنسبة لمختبر يعالج بضعة عينات في اليوم فقط، قد تكون الفائدة محدودة. أما المختبر الذي يعالج عشرات العينات أو أكثر، فيزيل عنه الوزن الثابت الآلي قدرًا معتبرًا من العمل المتكرر.
الخلاصة
طريقة تقدير الملح الكلي في HJ 51-2024 مثال مدرسي على تقدير التبخر – التجفيف – الوزن الثابت – الوزن.
لذا فإن المختبر الساعي إلى رفع إنتاجيته ينبغي أن يتجاوز مسألة سرعة التبخر ويركّز على المرحلتين المتكررتين: الوزن الثابت للطبق الفارغ والوزن الثابت للعينة.
