2.1.3.1. Вимірювання каламутності води за допомогою прозорої випробовувальної трубки (циліндра)

Каламутність зв’язана з прозорістю води. Для визначення прозорості води застосовують два методи:

1) за юстирувальною міткою (за хрестом);

2) за стандартним шрифтом (метод Снеллена).

Визначення за юстирувальною міткою (чорний хрест на білому аркуші паперу), що її додають до вимірювального приладу, застосовують під час регулярного контролю роботи очисних споруд та визначення якості водопровідної води. В інших випадках використовують метод Снеллена.

Прилад Снеллена – скляна трубка (циліндр) із з’ємним плоским дном, яке кріпиться через гумову прокладку за допомогою металевих стяжок. Циліндр градуйований по висоті, починаючи з дна, в сантиметрах.

Досліджувану воду перед визначенням ретельно перемішують і наливають у циліндр. Циліндр закріплюють на висоті 40 мм над стандартним чорним шрифтом (висота знаків 3,5 мм, ширина ліній 0,35 мм) нанесеним на білу основу (папір). Додаючи або відливаючи воду із циліндра, знаходять граничну висоту стовпа води, при якому читання шрифту ще можливе. За градуюванням, нанесеним на випробовувальний циліндр, записують висоту стовпа рідини з точністю до 1 см. Прозорість води відповідає висоті її стовпа в сантиметрах.

Значення прозорості води (в см) перераховують за шкалою [4] в каламутність (в одиницях НОК, табл.1). Наприклад, значенню каламутності  1 НОК відповідає прозорість  ≥ 160 см; каламутності  2,6 НОК – прозорість ≥ 60 см; каламутності  3,5 НОК – прозорість ≥ 45 см відповідно.

Визначення здійснюють у добре освітленому приміщенні, але не на прямому сонячному світлі, на віддалі 1 м від вікна. Після закінчення визначення з циліндра випускають воду та ополіскують його дистильованою водою.

2.1.3.2. Вимірювання каламутності води за допомогою випробовувального диска

Цей метод використовують переважно для дослідження каламутності води в польових умовах.

Прилад для визначення каламутності – диск із бронзи, покритий білим пластиком і прикріплений до стрижня чи ланцюжка. Зазвичай використовують диск діаметром 200 мм із шістьма отворами (кожний діаметром 55 мм), розташованими по колу діаметром 120 мм.

Під час визначення каламутності опускають диск (на стрижні чи ланцюжку) у воду доти, поки він не стане ледь помітним (зверху). Вимірюють довжину зануреного стрижня чи ланцюжка. Випробовування повторюють кілька разів. Пересвідчуються, що на отриманий результат не вплинув ефект відбиття світла від водяної по­верхні.

У звіті відзначають максимальну глибину занурення диска. Для значень, менших, ніж 1 метр, записують результат із точністю до 10 мм. Для значень більших ніж 1 метр записують результат із точністю до 0,1 м.

2.1.3.3. Вимірювання каламутності води за допомогою оптичних нефелометрів

На результат вимірювання каламутності води вказаним методом може впливати наявність розчинених речовин, які легко поглинають (абсорбують) світло (речовин, що надають воді забарвлення). Однак цей вплив можна знизити до мінімуму, здійснюючи вимірювання за довжини хвилі випромінення, більшої, ніж 800 нм. Тільки синє забарвлення, яке мають деякі види забрудненої води, незначно впливає на результат вимірювання каламутності води в цьому діапазоні спектра випромінювання. Наявність бульбашок повітря також може впливати на процес вимірювання каламутності, однак, за обережного поводження з пробами, вплив повітряних бульбашок можна звести до мінімуму.

Вода, що містить нерозчинні речовини, послаблює випромінювання і, крім того, присутні нерозчинені речовини нерівномірно розсіюють випромінювання в різних напрямках. Розсіювання випромінювання частинками цих речовин впливає на ослаблення до такої міри, що коефіцієнт загального спектрального ослаблення μ(λ) є сумою коефіцієнтів спектральної дифузії s(λ) і спектральної абсорбції α(λ):

μ(λ) = s(λ) + α(λ).

Щоб визначити коефіцієнт спектральної дифузії s(λ), необхідно знати коефіцієнт спектральної абсорбції α(λ).

Щоб визначити коефіцієнт спектральної абсорбції розчиненої речовини, у деяких випадках можна видалити нерозчинні речовини фільтрацією. Однак це може призвести до похибок. Тому, результати визначення каламутності води необхідно подавати в порівнянні з каліброваним розчином.

Інтенсивність розсіювання випромінювання залежить від довжини хвилі падаючого світла, кута вимірювання, а також форми, оптичних властивостей і розподілу завислих у воді часток за розмі­рами.

Під час вимірювання ослаблення потоку світла, що пропускається через шар води, вимірюване значення залежить від апертурного кута потоку світла (кута між крайніми променями пучка світла), що досягається у приймачі.

Вимірювання концентрації нерозчинної речовини було б можливим тільки в тому випадку, якби параметри, зазначені раніше, були відомі. Однак у загальних випадках ця інформація є недоступ­ною, тому масову концентрацію завислих часток не можна підрахувати за величиною каламутності води. У загальному випадку вказані одиниці вимірювання каламутності не належать до стандартних одиниць ви­мірювання каламутності.

Процедура вимірювання. Налаштовують прилад відповідно до інструкції виробника. Після того як нефелометр налаштований, його калібрують, використовуючи дистильовану воду (двічі профільтровану через мембранний фільтр із розміром пор 1 мкм) як контрольне середовище і, як мінімум, п'ять зразків стандартних калібрувальних суспензій формазину C₂H₄N₄ з рівнем каламутності, що перевищує необхідну норму. У тому випадку, якщо відсутня передкалібрувальна шкала чи вона відрізняється від дійсних каліброваних величин, необхідно побудувати нову калібрувальну залежність.

Використовуючи ретельно перемішані проби досліджуваної води, вимірюють інтенсивність розсіювання випромінювання або коефіцієнт ослаблення потоку випромінювання відповідно до інструкції виробника. Знімають покази рівня каламутності за допомогою калібрувальної залежності. Отримані результати подають у формазин-нефелометричних одиницях ФНО (під час вимірювання розсіяного випромінення) або формазин-ослаблювальних одиницях ФОО (під час вимірювання коефіцієнта ослаблення потоку випромінювання).