Die Stickstoff- und Phosphor-Belastung des Wassers hat das Potenzial, ein signifikantes Umweltproblem zu werden. In einem aktuellen Whitepaper beschäftigten wir uns mit diesem Thema und gehen auf mögliche Lösungsansätze ein.
Wasserqualität
Neuer OTT UV Nitrat Sensor für kontinuierliche Messungen
Systematische Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit
Die Bedeutung der Nährstoffüberwachung in Gewässern nimmt stetig zu: Anthropogene Aktivitäten erhöhen den Nitrateintrag ins Wasser, was Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum, das Leben von Tieren und die Qualität des Wassers hat. Potentielle, nitratbedingte Gesundheitsprobleme beim Menschen und die Verbreitung von Algenblüten, die zur Eutrophierung beitragen, rücken die Nitratbelastung im Gewässer immer stärker in den Vordergrund. Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, ist als Grundlage für Maßnahmen eine systematische Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit sowie die kontinuierliche Erhebung von relevanten Daten im Oberflächen- und Grundwasser unabdingbar.
Nitratmessungen sowie die Auswertung der Daten werden bereits seit geraumer Zeit vorgenommen. In der Vergangenheit musste bei der Auswahl der Geräte aber zwischen günstigen, bei der Messgenauigkeit „limitierten“ Sensoren und High-End-Technologien, bei denen die Anschaffungskosten einen großflächigen Einsatz verhinderten, entschieden werden. Die Überwachungsprogramme basierten meist auf manuellen und punktuellen Kontrollen mit Einzelproben, die oft in unregelmäßigen bzw. in langen Abständen zur Laboranalyse entnommen wurden. Die Messwerte waren aufgrund der zeitlich großen Spanne zwischen den Beprobungen oft wenig repräsentativ für die fundierte Beurteilung der Nitratbelastung der Gewässer.
OTT ecoN schließt Lücke im Markt
Der vergleichsweise kostengünstige UV-Photometer ist das optimale Gerät zur Nitratbestimmung (NO3-N) in Oberflächen- als auch in Grundwasseranwendungen. Durch das UV Absorptionsverfahren mit 3 Detektionskanälen unter Berücksichtigung des Einflusses der Trübung sowie organischen Stoffen – die bei vielen derzeit auf dem Markt befindlichen Produkten ein Problem darstellen – ist eine kontinuierliche, präzise optische Bestimmung des Nitratgehaltes möglich. Eine interne Temperaturkorrektur erhöht zusätzlich die Stabilität der Messwerte.
Tech-Info: Warum ist die Messung von Phytoplankton wichtig?
Laden Sie sich unsere TechInfo herunter und erhalten Sie Einblicke in die verschiedenen Aspekte zur In-vivo-Messung von Phytoplankton mittels Wasserqualitätssonden von Hydrolab.
Hier klicken und das TechInfo pdf herunterladen
Auch 2015: der Hydrolab Sonde Survivor Contest
Auch in diesem Jahr suchen wir wieder nach der größten Herausforderung die unsere Sonden zu bestehen haben!
Über den Wettbewerb „Hydrolab Sonde Survivor Contest„ wollen wir herausfinden, für welche besonders schwierigen und speziellen Anwendungsfälle die Hydrolab Mulitparametersonden auf der ganzen Welt eingesetzt werden.
Berichten Sie uns bis zum Freitag den 11. Dezember von Ihrer Hydrolab Anwendung und gewinnen Sie mit etwas Glück eine neue Hydrolab HL4 Multiparametersonde inkl. SurveyorHL Bediengerät!
Die Gewinner des Wettbewerbs 2014 mit ihrer neuen Hydrolab HL4
Die Bedeutung von pH Messungen in der Wasserqualität
Der pH Wert in natürlichen Gewässern wird normalerweise elektrochemisch gemessen, indem die Spannung zwischen einer pH-sensitiven Glaselektrode und einer Referenzelektrode ermittelt wird. Herkömmliche pH Messgeräte wandeln mit Hilfe der Nernst Gleichung und eventuell weiteren Annahmen über die Umgebung und das Messsystem Spannungswerte in pH Einheiten um. Differenzen zwischen den Werten theortischer und praktisch angewandter pH Messsysteme sind unvermeidlich, daher wird der pH Wert oft als „operativ definiert“ bezeichnet, z.B. nach anerkannten elektrochemischen Methoden wie der Standardmethode 4500-H+ oder sonstigen Methoden anderer Organisationen. Trotz der Mangelhaftigkeit der pH Sensorik, akzeptieren die meisten Fachleute die Messwerte von Systemen mit Glaselektroden als die „operative Definition“ für pH und verwenden sie für wichtige und belastbare wissenschaftliche Arbeiten.
Der Messwert in Millivolt eines theoretisch einwandfreien pH Sensors in einer pH 7 Lösung liegt bei Null. In Pufferlösungen von nominal pH 4 und pH 10, liegt der Wert in Millivolt bei 25°C zwischen 177,48 und -177,48. Das bedeutet also, in der Praxis unterscheiden sich die Millivolt Angaben um einen Wert, der als asymmetrisches Elektrodenpotential bezeichnet wird. Mit zunehmendem Alter und durch Abnutzung verändern sich die Elektroden und die mV Werte ändern sich während der Kalibrierung – in sauren Lösungen nehmen sie ab und in basischen Lösungen steigen sie an.
Stellt man also mit der Zeit während des Kalibriervorgangs Änderungen bei den mV Werten fest sind diese als Indikator für den Zustand der Elektrode und die Qualität der Kalibrierung zu werten. Kleine Abweichungen von den theoretischen mV Werten oder historischen Werten hingegen sind unerheblich, da sie während des Kalibriervorgangs korrigiert werden und normalerweise stabil bleiben. Durch einen Lineariäts-Check kann die Zuverlässigkeit der Kalibrierung zusätzlich erhöht werden. Hierfür wird der Sensor in eine dritte Referenz getaucht (muss sich von den für die Kalibrierung verwendeten Referenzen unterscheiden) und das Messergebnis wird mit dem erwarteten Ergebnis verglichen.
Durch das direkte Auslesen der mV-Angabe könnte der Anwender eine individuelle mathematische Gleichung, die Spannung in Beziehung zum pH Wert setzt ableiten, die nicht mit der im pH Sensor hinterlegten Gleichung übereinstimmt. Für die meisten Monitoring Programme macht so eine individuelle Gleichung allerdings wenig Sinn.
Ausgabe der pH-mV Werte in ein Programm zu Wasserqualiätssicherung einbinden:
- Beachten Sie die Tips „Best Practices“ zur pH Kalibrierung und berücksichtigen Sie Zielsetzung und Einschränkungen eines Wasserqualiäts-Monitoring Programmes.
- Halten Sie die mV-Werte während der Kalibrierung schriftlich in einer Kalibriertabelle oder in einem Notebook fest.
- Achten Sie darauf, ob sich plötzliche Änderungen zu vorhergehenden Kalibrierwerten zeigen, dies kann darauf hinweisen, daß der Kalibriervorgang fehlerhaft war, daß die Wartung nicht vollständig gemacht wurde oder daß der Sensor beschädigt ist.
- Entwickeln sich mit der Zeit große Abweichungen, verlangsamt sich die Reaktionszeit oder sind Messwerte nicht plausibel sollten Sie die Messelektrode bzw. die Referenzelektrode regenerieren oder austauschen.
Die gängigen Richtlinien bezüglich akzeptabler mV-Werte bzw. Abweichungen variieren. Statt sich was die Sensorqualität angeht auf absolute mV-Werte und Abweichungen zu verlassen ist es ratsam, die Daten in einem umfassenden QA/QC Programm zu pflegen, so daß sie jederzeit zur Beurteilung von Sensor, Kalibrierung und Datenqualität herangezogen werden können.
Wenn Sie weitere Informationen wünschen kontaktieren Sie den OTT Hydromet Technical Support.
Quellen
What is pH and How is it Measured: A Technical Handbook for Industry by Frederick J. Kohlman. Hach Company 2003
The Sometimes Maddening Science of pH Measurement by Richard Presley. American Laboratory News June 1999.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
Die Bedeutung von Metadaten im Wasserqualitäts-Monitoring
Die Messergebnisse hydrologischer Messgeräte quantifizieren Messgrößen, mit deren Hilfe wichtige Aussagen über den Zustand eines Gewässers getroffen werden. Weitere Informationen die im Zusammenhang mit der Messung stehen sind Informationen bezüglich des „wer, was, wo, wie und warum“. Diese Rahmeninformationen zu einer Messung – oder kurz “die Daten über die Daten” – nennen wir Metadaten. Auch diese oft extrem umfangreichen Informationen sind Bestandteil jedes Wasserqualitäts-Monitoring Programmes und müssen meistens umständlich von Hand erfasst werden.
Der Aufwand Metadaten zu erfassen muss jedoch in Kauf genommen werden, da mit ihrer Hilfe Probleme frühzeitig erkannt werden, sich die Datenqualität eher beurteilen lässt, die Vergleichbarkeit von Datensätzen sichergestellt wird und da sie unser Vertrauen in die Richtigkeit der Messergebnisse begründen. Außerdem sind Messwerte allein meist nicht ausreichend, um eine fundierte Aussage zu komplexen Fragen über hydrologische und ökologische Systeme zu treffen. Sie stehen im Kontext mit weiteren Informationen, inklusive der Metadaten, wenn es darum geht diese Fragen zu beantworten. Daher bietet die sachkundige und vollständige Nutzung von Metadaten den Anwendern, den Datenanalytikern, sämtlichen Mitarbeitern und Interessengruppen bei einem Monitoring Programm einen erheblichen Mehrwert.