تاریخچه کدورت:
اولین روش کدورت سنجی روش شمع جکسون بود. در این روش از یک لوله شیشه ای و یک شمع که به صورت عمود بر هم قرار می گرفتند استفاده می شد. این ظرف شیشه ای بر اساس غلظت های مختلف از محلول استاندارد مرجع حاوی1000 ppm از خاک دیاتومه (سیلیکا) در آب مقطر کالیبره می شود که هر واحد اندازه گیری که بر روی لوله کالیبره شده  قرار میگیرد معادل 1 JTU (Jackson Turbidity Units )  است، بدین معنی که  يك واحد كدورت جكسون  ( 1 JTU ) برابر با كدورت ايجاد شده توسط يك ميلي گرم خاک دیاتومه در يك ليتر آب مقطر است.
روش کار به این صورت است که نمونه آب تا زمانی که شعله شمع به طور واضح توسط چشم انسان قابل رویت نباشد در لوله شیشه ای ریخته می شود. سپس ارتفاع آب در آن نقطه خوانده و بر حسب JTU گزارش می شود.از آنجایی که  اندازه گیری در این روش به صورت چشمی است، خطای ناشی از آن بالا بوده و در مقایسه با روش های امروزی از دقت کمی برخوردار است.


                                                                     شکل 1: روش کدورت سنجی جکسون بر اساس عبور نور شمع از لوله حاوی آب

 
در سال 1926 Kingsbury، Clark، Williams و Post یک محلول استاندارد جدید (پلیمر فرمازین) را ارائه دادند.این استاندارد نسبت به محلول استاندار جکسون از پایداری و ثبات بیشتری برخوردار بود. با ارائه محلول فرمازین گام بزرگی در راستای استاندارد شدن تست های کدورت برداشته شد. امروزه استاندارد فرمازین همچنان در حال استفاده است در حالی که سایر اجزا مانند منبع نور و دتکتورها برای حذف خطاهای ناشی از نور شمع و خطای دید انسانی تغییر یافته اند.
نقش کدورت در تصفیه آب آشامیدنی:
دلیل اصلی اندازه گیری کدورت در آب آشامیدنی اطمینان از حذف پاتوژن هایی مثل ژیاردیا لامبلیا و کریپتوسپوریدیوم پارووم است که دو پاتوژن مهم در آب آشامیدنی محسوب می شوند. سایز کیست ژیاردیا 8 تا 13 میکرون است و در مرحله رشد می تواند به 10 تا 20 میکرون برسد. و سایز کیست کریپتوسپوریدیوم پارووم 5/4 تا 5 میکرون می باشد.
یکی از وقایع مهمی که کدورت را به عنوان شاخص بالقوه حضور این پاتوژن ها در آب نشان داد در حادثه شیوع کریپتوسپوریدیوم در سال 1993 بود که در میلواکی اتفاق افتاد چراکه کدورت یکی از پارامترهایی بود که اندازه گیری شد و منجر به درک این موضوع شد که کدروت سنجی می تواند برای بررسی وجود پاتوژن ها مورد استفاده قرار گیرد. کدورت سنجی به طور اختصاصی تعداد و نوع پاتوژن را تعیین نمی کند و فقط بیانگر وجود ذراتی در نمونه است که موجب انعکاس نور می شوند و عدم شفافیت نمونه را موجب می شوند (حتی اگر با چشم مسلح دیده نشوند).
 
اندازه گیری کدورت در نقاط متفاوتی در یک تصفیه خانه انجام می شود:
  • منابع برداشت آب:
بررسی کدورت منابع آب می تواند نیاز یا عدم نیاز به مرحله مراحل پیش تصفیه (انعقاد و لخته سازی) را تعیین کند و دید خوبی در مورد وجود نیاز به مراحل پیش تصفیه ارائه دهد که این امر از overload شدن فیلترها جلوگیری می کند. این موضوع به ویژه زمانی که منبع تامین آب از منابع سطحی بوده یا مخلوطی از منابع آب مورد استفاده قرار می گیرند بیشتر خواهد بود چرا که  این نوع منابع کدورت متغییر دارند، حائز اهمیت است.
  • پیش از فیلتراسیون:
بررسی کدورت در مرحله پیش تصفیه برای بررسی عملکرد صحیح پروسه های انعقاد، لخته سازی و زلال سازی انجام می شود. همچنین مقایسه کدورت در مرحله قبل و بعد از فیلتراسیون بیانگر عملکرد مرحله فیلتراسیون می باشد.
  • پس از فیلتراسیون:
پس از فیلتراسیون، بررسی کدورت باید به طور منظم انجام شود و مقدار آن در حد مجاز باشد تا اطمینان حاصل شود که پاتوژن ها از سد سیستم های تصفیه و فیلتراسیون عبور نمی کنند. در حالت ایده آل بهتر است که این پارامتر به صورت پیوسته سنجیده شود تا در شرایط احتمالی بحرانی واکنش سریع و به موقع را در پی داشته باشد.
یکی دیگر از کاربرد های اندازه گیری کدورت، تخمین زمان شستشو و back wash  فیلتر هاست. بدین ترتیب با اندازه گیری کدورت نه تنها عملکرد سیستم های فیلتراسیون کنترل می شود، بلکه می توان بازه های زمانی مورد نیاز برای شستشوی فیلترها را نیز محاسبه نمود.
سنجش کدورت آب ناشی از back wash  نیز کمک می کند تا شستشوی فیلترها در حد لازم انجام شود و از شستشوی بیش از حد نیاز آن ها جلوگیری به عمل آید.
  • جریان نهایی تصفیه خانه:
کدورت در نقطه ای که آب به شبکه های توزیع وارد می شود می تواند سنجیده شود که این موضوع بیشتر در مواقعی اهمیت دارد که تصفیه و توزیع آب توسط سازمان های مختلفی انجام می شود. همچنین در نقاط مختلف شبکه توزیع برای بررسی هر گونه تغییرات احتمالی در کیفیت آب میتوان کدورت آب را مورد سنجش قرار داد.
تفاوتTurbidimeters  و  Nephelometers:
در حالی که امروزه turbidity یا کدورت همچنان به عنوان یک مقیاس برای گزارش میزان شفافیت آب به کار می رود، ابزار رایجی که پس از فیلتراسیون برای بررسی مقدار کدورت آب های آشامیدنی مورد استفاده قرار میگیرد ، نفلومتر (یک کلمه یونانی به معنی ابر) است.

                                                                شکل 2طرحی از یک نفلومتر ساده بر اساس سنجش نور منتشر شده در زاویه 90 درجه

 
یک نفلومتر میزانی از  نور که توسط ذرات موجود در نمونه در زاویه 90 درجه انتشار می یابد را اندازه می گیرد. در این روش اثر متغییرهایی مثل سایز ذرات و رنگ نمونه به حدقل می رسد و حساسیت کافی برای سنجش مقدار پایین کدورت را در نمونه های فیلتر شده ایجاد می کند. سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا (U.S. EPA) روش استادارد EPA 180.1 را برای تعیین کدورت بر اساس روش نفلومتری در سال 1993 منتشر کرد. این استاندارد همچنان به عنوان یک روش مرجع برای سایر تکنولوژی های جدید به کار گرفته می شود.
زمانی که چند جریان فیلتر شده وجود دارد، کدورت کل جریان های اختلاط شده که از فیلتر عبور کرده اند باید در 95 درصد نمونه ها کمتر از[1] 0.3 NTU  باشد و طبق قوانین EPA برای آب ها سطحی، کدورت آب هرگز نباید از  1 NTU فراتر رود. برای مثال در تصفیه آب  با هدف حذف کریپتوسپوریدیوم، اگر کدورت نمونه کمتر از 0.15 NTU باشد می توان ادعا کرد که حذف کریپتوسپوریدیوم در فیلتراسیون به درستی انجام شده است. تفاوت کدورت 0.3و 1 اگرچه با چشم قابل مشاهده نیست اما در رابطه با احتمال حضور پاتوژن تفاوت بسیاری دارد.
سایر تجهیزات کدورت سنجی:
در کدورت سنج non-contact، بدون تماس مستقیم سنسور با نمونه آب، انتشار نور را توسط ذرات موجود در آب اندازه گیری می شود. این نوع از نفلومترها برای نمونه های با کدورت بالا انتخاب مناسبی می باشند و برای تست آب رودخانه هایی که تحت تاثیر باران کدورت متغییر دارند به کار می رود تا میزان مواد منعقدکننده و لخته ساز را جهت تصفیه قیل از فیلتراسیون تخمین بزنند.

شکل 3: یک ratio turbidimeter طراحی شده با توانایی سنجش نور عبوری در زاویه 180 درجه و همچنین پخش نور در زوایای 90، 70 (forward scatter) و 135 (backward scatter) که با مقایسه سیگنال ناشی از این چهار زاویه به حذف خطای ناشی از حضور پارتیکل های مزاحم و رنگ ها منجر می گردد.

 در اندازه گیری کدورت در فاضلاب هایی با کدورت بسیار بالا و یا در مواردی که نوسانات شدید در میزان کدورت وجود دارد، نوع دیگری از تجهیز کدورت سنجی به نام ratio turbidimeter به کار می روند. این کدورت سنج میزان نور عبوری،  میزان پخش نور در زوایه 90’، 135’ (forward scatter) و 70’ (backscatter) را اندازه گیری می کنند و بر حسب اختلاف مقادیر اندازه گیری شده توسط دتکتورها در این 4 زاویه میزان کدورت را محاسبه میشود. این نوع از کدورت سنج ها قابلیت سنجش رنج وسیعی از کدورت را در محدوده 0.1 NTU  تا 10,000 NT دارا می باشند.
 
شکل 4 نمودار نفلومتری در کدورت های پایین به صورت خطی می باشد و با افزایش کدورت الگوی آن تغییر می ییابد. حضور 4 دتکتور در کدورت سنج (Ratio turbidimeters) باعث می شود تا اندازه گیری کدورت در بازه بسیار گسترده تری  با دقت فراهم شود.
تفاوت تجهیزات آنلاین و آزمایشگاهی:
در تصفیه خانه های کوچک به علت محدودیت در هزینه ها ممکن است به استفاده از یک یا دو دستگاه برای سنجش کدورت بسنده کنند ولی در تصفیه خانه های بزرگ معمولا  از سیستم های پایش آنلاین برای پایش پیوسته فرآیند، و در کنار آن از تجهیزات آزمایشگاهی برای کنترل کردن سیستم های آنلاین استفاده می شود.
در صورتیکه تکنولوژی اندازه گیری کدورت در تجهیزات آنلاین و آزمایشگاهی یکسان نباشد،  در هنگام مقایسه نتایج باید دقت بیشتری را به کار گرفت.
از سوی دیگر، تغییرات فیزیکی در نمونه مانند ته نشین شدن در هنگام انتقال نمونه و همچنین  ایجاد خط، خش و لکه هایی بر روی سل اندازه گیری، می توانند عامل ایجاد اختلاف در نتایج  اندازه گیری تجهیزات آزمایشگاهی و آنلاین باشند.

[1] Nephelometric turbidity units