Измерители мутности (нефелометры)

В современной аналитической практике величина мутности является достаточного важным интегральным показателем и наиболее широкое применение находит в водоподготовке, водоочистке, в пищевом и химическом производстве. Развитие этого метода анализа происходило параллельно во многих направлениях, что объясняется как разносторонней природой самого явления, так и большим разнообразием национальных и отраслевых стандартов, которые, зачастую, являются узкоспециализированными и ориентированными на конкретную технологию.

Это привело к появлению очень большого количество различных единиц измерения мутности и сейчас основная проблема при выборе необходимого анализатора мутности заключается в понимании того, отвечает ли его конструкция и используемая шкала измерения поставленной аналитической задаче.

Типы мутномеров
Для начала необходимо определиться с терминологией. В зарубежной, да и в отечественной литературе наиболее часто встречается понятие "турбидиметр" (turbidimeter, от англ. turbidity - мутность) и соответствующее название метода анализа "турбидиметрия".

В русскоязычной литературе можно встретить названия "мутномер" и "нефелометр" и даже "анализатор взвешенных частиц". С формальной точки зрения принято считать, что турбидиметр, это анализатор мутности, использующий фотометрический принцип и определяющий поглощение в слое анализируемого вещества при условии, что источник излучения и детектор расположены на одной оси.

В нефелометрах для определения мутности используется принцип светорассеяния, определяемого под углом 90° к источнику. Поскольку в конструкции большинства современных анализаторов мутности применяются детекторы как на проходящее, так и на рассеянное под различными углами к источнику излучение, а сами производители довольно свободно оперируют всеми тремя терминами, мы договоримся для наименования анализаторов мутности использовать наиболее общий термин "мутномер".
 
Основы классификации единиц мутности
Теория измерения мутности имеет строгое физическое обоснование и подробно рассмотрена в отдельной статье. В конечном счете, нам интересно получить информацию не о мутности как таковой, а о содержании взвешенных веществ, которые эту мутность обеспечивают. Природа анализируемых взвешенных частиц, их размер и концентрации являются определяющими в выборе соответствующих условий, а значит и единиц измерения. Из теории следует, что результаты измерений зависят от условий их проведения, природы образца и конструкции прибора.

Требования к условиям и конструкции пробора могут настолько существенно различаться, что даже о приблизительной корреляции показаний, полученных в различных единицах, говорить не приходится. Если попытаться выделить основные признаки, по которым можно было бы классифицировать различные единицы измерения мутности, то это окажутся:

  • стандарты, используемые для калибровки прибора
  • источник излучения
  • схема расположения и количество детекторов.

Полученная в соответствии с этой классификацией диаграмма показана на рис. 1.

Из диаграммы на рис.1 видно, что наиболее широкое распространение получили шкалы на основе формазиновых стандартов. Уникальные свойства формазиновой суспензии, в первую очередь воспроизводимость и возможность длительного хранения, обеспечили ее широкое использование в качестве первичного стандарта для калибровки мутномеров.

Обобщенное название единиц мутности на основе формазина - FTU (или ЕМФ - единицы мутности по формазину), которая фактически соответствует концентрации формазиновой суспензии, выраженной в мг/л. Вторая группа единиц мутности - это единицы, выражающие концентрацию конкретных веществ (каолина, кремнезема или любого другого стандарта, характерного для данного типа производства или обеспечивающего наилучшую корреляцию, например, с гравиметрическим методом анализа).

Для данных единиц кроме используемых стандартов не регламентируется ни тип источника, ни способ детектирования. В этой связи, практически невозможно обеспечить сравнимость результатов, полученных в одних единицах, но на приборах различных конструкций, за исключением точек калибровки. 

Денситометр DEN-1
Денситометр DEN-1 предназначен для измерения мутности клеточных суспензий в пределах диапазона 0.3 - 5.0 единиц Мак-Фарланда (100x106 - 150x107 клетка/мл)
Мутномер 2100 N / 2100 AN
Серия мутнометров 2100 разработана фирмой HACH с учетом всех требований европейских стандартов и российских ГОСТов
Турбидиметр HI 93703
HI 93703 - портативный микропроцессорный турбидиметр, обеспечивающий лабораторную точность измерений мутности и в полевых условиях