Automatisierte Wasseranalysen

Laborroboter macht zeitnahe Analysen auch bei hoher Probenzahl möglich

Zur Automatisierung der Analytik von Trink- und Badewässern kommt in Gelsenkirchen beim Hygieneinstitut des Ruhrgebiets ein Laborroboter zum Einsatz.

Laborroboter beim Öffnen einer Probenflasche. © Skalar analytic

Das Hygiene-Institut des Ruhrgebiets, Institut für Umwelthygiene und Toxikologie, führt Untersuchungen der Umweltmatrices Wasser, Boden, Luft und Abfall sowie Materialprüfungen durch. Es ist zudem als Untersuchungsstelle für Trinkwasser nach § 15 Abs. 4 TrinkwV zugelassen. Im Labor des Hygiene-Instituts wird ein Laborroboter, der Roboter SP2000 von Skalar, zur Untersuchung von Trink- und Rohwasser, Oberflächenwasser, Schwimm- und Badebeckenwasser sowie wässrigen Migranten eingesetzt. Auf dem Vorgängermodell wurden bereits mehr als 10 Jahre die Parameter pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Trübung und Säurekapazität bestimmt. Mit dem SP2000-Roboter werden noch zusätzlich die Parameter SAK 254, SAK 436 und SAK 410 vollautomatisch analysiert. Auf diese Parameter werden täglich im Durchschnitt 70 Proben untersucht, wobei es auch Spitzen mit 100 Proben am Tag gibt.

Hohe Probenkapazität

Die täglich beim Hygiene-Institut anfallenden Proben manuell auf alle oben genannten Parameter zu analysieren, wäre sehr personalintensiv. Der hier eingesetzte Analysator ist mit fünf Racks versehen, und auf jedes Rack passen 18 Flaschen, was eine Probenkapazität von 90 Flaschen ermöglicht, die ohne Eingreifen eines Bedieners gemessen werden können.

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Es können verschiedene Probenbehälter eingesetzt werden. Im Hygiene-Institut wird auf dem Roboter nicht mit Glasflaschen, sondern mit stabilen 250-ml-Kunststoffflaschen gearbeitet, bei denen durch einen konischen Schraubverschluss eine Probennahme ohne Luftpolster möglich ist.

Einige der Parameter (pH, Trübung) müssen zudem zeitnah gemessen werden, möglichst am Tag der Probenahme. Mit Hilfe des Roboters gelingt dies auch ohne Personaleinsatz in den Abendstunden.

Mehrere Parameter auf einer Plattform

Am Hygiene-Institut des Ruhrgebiets in Gelsenkirchen entlastet ein Roboter die Labormitarbeiter und -mitarbeiterinnen. © Hygiene-Institut des Ruhrgebiets

pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Trübung, Säurekapazität, SAK 254, SAK 436 und SAK 410 (SAK = Spektraler Absorptionskoeffizient) werden automatisch aus einer Probe bestimmt. Hierzu ist der Roboter mit den entsprechenden Messgeräten und Titratoren gekoppelt.

Zum Ablauf im Labor des Instituts

Der Anwender im Labor erstellt über einen Barcodescan die Sequenz und stellt das Rack mit den Probenahmeflaschen auf den Roboter. Dieser organisiert voll automatisch alle weiteren Schritte zur Messung der notwendigen Parameter. Die Flaschen werden geöffnet, dann wird die Probe homogenisiert und die Messungen können beginnen.

Messgeräte und Titratoren, mit denen der SP2000-Roboter von Skalar im Labor des Hygiene-Instituts gekoppelt ist. © Hygiene-Institut des Ruhrgebiets

Beim Hygiene-Institut wird die Probe zuerst dem Trübungsphotometer und einer Durchflusszelle zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit zugeführt. Anschließend wird sie über Filterköpfe mit 0,45-µm-Membranfilter in die Küvette des Photometers zur Messung der SAK-Werte geleitet. Dann wird der pH-Wert gemessen und die Titration zur Bestimmung der Säurekapazität beginnt.

Zum Schluss wird die Probe wieder verschlossen. Alle Nadeln, Elektroden, Rührer und Schläuche werden automatisch mit destilliertem Wasser gespült. Anschließend geht es weiter zur nächsten Probe und der Vorgang beginnt von Neuem.

Die Ergebnisse werden mit der speziellen Robotic-Software verarbeitet. Diese beinhaltet Möglichkeiten wie verzögerte Startzeit-Einstellung, vordefinierte Applikationen, das Hinzufügen von Proben während der Analyse und den anschließenden Export der Ergebnisse.

AUTORINNEN
LM-Chem. Petra Bröcking
Leiterin Abteilung Trink- und Badewasserhygiene
Hygiene-Institut des Ruhrgebiets, Gelsenkirchen
Institut für Umwelthygiene und Toxikologie
Tel.: 0209/9242-0
info@hyg.de
www.hygiene-institut.de

Chem.-Ing. Raphaele Elfering
Skalar analytic GmbH, Erkelenz
Tel.: 02431/9619-0
info@skalar-analytic.de
www.de.skalar.com

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