Nefelometrie

Při průchodu světelných paprsků kapalinou, která obsahuje jemně rozptýlené nerozpuštěné částice (suspenze, koloidní disperze), dochází k rozptylu světla do všech směrů a intenzita procházejícího světla se zmenšuje v závislosti na koncentraci suspendovaných částic.

Do vzorku vniká primární světlo a měří se intenzita sekundárního světla, které se odráží od částic v určitém úhlu ke směru, kterým do vzorku primární světlo vniklo. Koncentraci suspendovaných částic lze zjišťovat dvojím způsobem:

• měřením světelného toku, který je částicemi odrážen kolmo nebo pod určitým úhlem na směr dopadajícího paprsku. Tento způsob měření se označuje jako nefelometrie.
• měřením světelného toku po průchodu prostředím ve směru dopadajícího světelného toku ze zdroje. Tento způsob měření se označuje jako  turbidimetrie.

Nefelometr je přístroj k měření koncentrace látek založený na měření intenzity rozptýleného světla v ose kolmé na zdroj světla. Turbidimetr je přístroj k měření koncentrace látek založený na měření poklesu intenzity světla způsobeného jeho rozptýlením a to ve směru paprsku světla. Moderními přístroji lze stanovit objemové koncentrace 10-5 % i nižší.

Většina přístrojů pro měření zákalu vody používá průtočnou vzorkovací celu s průtokem obvykle 0,2 až 20 l/min. Světelný paprsek vstupuje do cely a opouští ji přes optická okénka. Detektor rozptýleného světla je v úhlu 90° vůči procházejícímu paprsku.

Vyšší hodnoty zákalu není možné měřit při úhlu detekce 90°, neboť zvýšený počet částic zvyšuje vícenásobný rozptyl světla. Proto se využívá dvoukanálová (dvoupaprsková) metoda, kdy se rozptýlené světlo současně měří pod úhlem 90° a 25°. Signál z úhlu 90° indikuje množství malých částic, signál z úhlu 25° indikuje množství velkých částic.

Je nutné empirické kalibrování přístrojů, neboť intenzita rozptýleného světla závisí na mnoha faktorech.  Především závisí na koncentraci částic ve vzorku a na úhlu rozptylu, dále na vlnové délce použitého světla a na vlastnostech nerozpustných částic v kapalině (velikost částic, jejich tvar, barva a index lomu).

Přístroje pro snímání zákalu se používají ve vodárnách a čističkách vod při kontrole pitné vody. Zjišťují kvalitu neupravené vody, kontrolují písková filtrační zařízení a řízení jednotlivých stádií při úpravě vody. Dále se využívají při měření sedimentujících látek v odpadních vodách.

V potravinářském průmyslu se používají pro měření čirosti piva i různých dalších alkoholických i nealkoholických nápojů (víno, ovocné šťávy atd.). Využívají se i při výrobě biomasy, kde měří její koncentraci a sledují činnost filtračních zařízení.

Nefelometrie a turbidimetrie se uplatňují i v medicíně. Nejčastěji se používají při imunochemických reakcích, kde zákal tvoří komplexy antigen-protilátka.

Nejčastějšími jednotkami jsou

• NTU - Nephelometric Turbidity Units
• FNU - Formazin Nephelometric Unit
• FTU - Formazin Turbidity Unit
• ppm - parts per million