Wasserqualität bestimmen

Nur im Trüben fischen reicht nicht

Die Autorin beschreibt wichtige Untersuchungsparameter, die zur Bestimmung der Wasserqualität herangezogen werden, und stellt Messgeräte vor, die gleich mehrere Parameter messen können.

© kozorog/fotolia

Sauberes Wasser ist laut Beschluss der Vereinten Nationen ein Menschenrecht. Deutschland liegt bei den gesetzlichen Standards für Trinkwasser zwar weit vorne, hat aber in den Augen von Europäischer Union und Umweltschützern noch Nachholbedarf beim Gewässerschutz. Dieser erfordert die regelmäßige Entnahme von Wasserproben im Freien. Dabei kommt es u. a. auf das richtige Messgerät an: Es muss unabhängig von Wind, Wetter und Gelände zuverlässige Daten liefern und gleichzeitig den Bedürfnissen des Anwenders entsprechen.

Die Analyse der Wasserproben erfolgt oft dort, wo sich das Wasser befindet: unter freiem Himmel. Ob Wasserschutzpolizeien, die in Sachen Umweltkriminalität ermitteln, oder Besitzer von Aquakulturen, die den Zustand des Wassers in ihren Aufzuchtbecken prüfen wollen: Sie alle benötigen mobile Messgeräte, die auch unterwegs korrekte Daten liefern. Der Messgerätehersteller Hanna Instruments hat sich darauf spezialisiert, Anwendern mit ganz unterschiedlichen Bedürfnissen im Bereich der Wasseranalytik maßgeschneiderte Lösungen anzubieten.

Was zu messen ist, bestimmt, wie zu messen ist

Wer Aufschluss über die Wasserqualität eines Bachs, einer Quelle oder eines Brunnens gewinnen möchte, muss zunächst festlegen, welche Parameter zu bestimmen sind. Denn wo und wie die Wasserproben zu analysieren sind, hängt davon ab. Die Messdaten müssen häufig bereits in situ erhoben werden, da Aufbewahrung und Transport in ein Labor die Qualität der Proben verfälschen könnten. Noch am Messort werden organoleptische Faktoren bestimmt, die sich sensorisch vom Menschen selbst beurteilen lassen. Hierzu zählen Eigenschaften wie Geruch, Trübung oder Geschmack. Auch bestimmte physikochemische Parameter werden direkt an der Entnahmestelle gemessen, da ihre Werte nicht nur von der Probe, sondern auch von den Umgebungsbedingungen abhängen.

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Dies trifft vor allem auf Luft- und Wassertemperatur, die spezifische elektrische Leitfähigkeit, den pH-Wert, Redoxpotenzial sowie Sauerstoffgehalt und -sättigung zu. Auf das Wasser dürfen keine äußeren Einflussfaktoren mehr einwirken, wenn die Messung beginnt. Sollte aufgrund der Beschaffenheit der zu untersuchenden Parameter keine Analyse unmittelbar am Messort erforderlich sein, muss die Wasserprobe für den Transport ins Labor vorbereitet werden. Dafür eignen sich vor allem saubere, verschließbare Glas- oder PET-Flaschen, die vorher mehrmals mit dem zu untersuchenden Wasser gespült wurden. Stopfen bzw. Schraubverschlüsse sollten aus demselben Material wie das Transportgefäß bestehen.
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Auswahl wichtiger Indikatoren zur Bestimmung der Wasserqualität:

ORGANOLEPTISCHE FAKTOREN:
Hilfsmittelfreie Beurteilung von Geruch (z. B. erdig, modrig, jauchig, faulig etc.) und Geschmack des Wassers (z. B. fade, salzig, bitter etc.), Klarheit (z. B. klar, opak etc.), Trübung und Färbung (z. B. farblos, grünlich etc.) auf Basis der sensorischen Wahrnehmung des Prüfers

PHYSIKALISCH-CHEMISCHE FAKTOREN:
Bestimmung mithilfe von Messinstrumenten

Spezifische elektrische Leitfähigkeit: Sie gibt Auskunft über die Gesamtheit der in der Probe gelösten Ionen und lässt Rückschlüsse auf den Mineralisationsgrad des Wassers zu. Eine deutlich erhöhte Leitfähigkeit weist auf eine Verunreinigung des Wassers hin.
pH-Wert: Er bestimmt den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung und sollte sich bei sauberem Grundwasser im schwach sauren, schwach alkalischen oder neutralen Bereich bewegen. Die Besiedlung von Wasser durch Lebewesen hängt stark vom pH-Wert ab, da viele Organismen auf entweder saures oder basisches Milieu spezialisiert sind.
Redoxpotenzial: Es bezeichnet das Konzentrationsverhältnis von oxidierten und reduzierten Stoffen und damit die elektrochemischen Bedingungen im Wasser. Je höher das Redoxpotenzial, desto sauerstoffreicher das Milieu.
Sauerstoffgehalt: Er wird durch biochemische Umwandlungsprozesse beeinflusst. Sauerstoffmangel in Grundwasser ist häufig Folge der Zersetzung organischer Stoffe, während Sauerstoffarmut in Oberflächenwasser oft durch den Abbau eingetragener Substanzen durch Mikroorganismen herrührt.
Sauerstoffsättigung: Dieser Parameter misst die im Wasser gelöste Menge an Sauerstoff und ist abhängig von der Wassertemperatur: Kaltes Wasser ist empfänglicher für Sauerstoff als warmes.
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Ausschlaggebend für die Güte der Ergebnisse ist bei der Messung physikalisch-chemischer Parameter neben der Bestimmung des richtigen Messzeitpunkts und des passenden Messverfahrens die Entscheidung für das richtige Messgerät. Mobile Wasseranalysen im Feld erfordern Geräte, die langlebig, wasserfest, leicht und platzsparend sind. Zugleich sollen sie messen, was sie messen sollen – und das mit höchster Präzision. Auch die Speicherung von mehreren Messungen ist meist wünschenswert.

Wasseranalysen für jeden Bedarf

Die robusten Multimeter von Hanna Instruments eignen sich für Messungen unter freiem Himmel. © Hanna Instruments

Hanna Instruments hat eine Vielzahl von Einzelparameter-Messgeräten entwickelt, mit denen sich ausgewählte Parameter untersuchen lassen. Darunter das Gerät HI98193: Es ist Teil der HI98190/1/2/3/7/8-Reihe und als solcher vor allem für Anwender interessant, die vor Ort nur einen oder wenige ganz bestimmte Parameter wie pH-Wert und Redoxpotenzial, elektrische Leitfähigkeit oder Sauerstoffsättigung messen müssen (z. B. in der Fischzucht). Die Geräte messen draußen genauso präzise und zuverlässig wie hochwertige Laborgeräte. Das neu entwickelte Sauerstoffmessgerät HI98198 besitzt einen optischen Sensor und eignet sich zur Messung kleiner Probenvolumina bzw. zur Untersuchung stark verunreinigter Proben etwa im Bereich der Abwassertechnik.

Einzel- und Multiparameter-Messgeräte für die mobile Umweltanalytik von Hanna Instruments. (Quelle: Hanna Instruments) © Hanna Instruments

In Fällen, wo unklar ist, welche Stoffe sich in einer Probe befinden, möchten viele Anwender, z. B. im Gewässerschutz, mit ein und demselben Gerät eine größere Anzahl von Parametern erheben. Sie können auf die Multimeter-Serien HI98194/5/6 und HI9829-xx zurückgreifen. Mit den Modellen der Serie HI98194/5/6 lassen sich zwischen sechs und zwölf, mit der Baureihe HI9829-xx bis zu 14 für die Wasserqualität relevante Messwerte erfassen und simultan anzeigen. Dazu zählen pH-Wert, Redoxpotenzial, gelöster Sauerstoff und Temperatur. Es handelt sich jeweils um Handmessgeräte, die mit einer Multisensor-Messsonde ausgestattet sind und in Sachen Robustheit, Benutzerfreundlichkeit und Messgenauigkeit der Einzelparameter-Serie in nichts nachstehen.

Suche nach verbesserten Analyseverfahren

Im Zuge des technischen Fortschritts verändern sich auch die Schadstoffe, die Gewässer verunreinigen. Die Forschung sucht derzeit nach Wegen, Abbauprodukte von Medikamenten oder Bioziden in Wasser zuverlässig nachweisen zu können. Nur ein Teil dieser Stoffe ist derzeit überhaupt bekannt. Um ihre Auswirkungen auf Mensch und Natur erforschen zu können, bedarf es einer stetigen Verbesserung bestehender Nachweisverfahren. Hersteller von Messgeräten wie Hanna Instruments begleiten diesen Prozess, indem sie ihre Produkte für die jeweiligen Anwendungen dem wissenschaftlichen Fortschritt entsprechend optimieren.

AUTORIN
Dr. Katharina Fejfar
Anwendungsberaterin
Hanna Instruments Deutschland GmbH

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