Integrierter Online-Trübungsanalysator für Trinkwasser

Trübung, ein Maß für die Trübung von Flüssigkeiten, gilt als einfacher und grundlegender Indikator für die Wasserqualität. Sie wird seit Jahrzehnten zur Überwachung von Trinkwasser, auch von durch Filtration gewonnenem, eingesetzt. Bei der Trübungsmessung wird ein Lichtstrahl mit definierten Eigenschaften verwendet, um den halbquantitativen Gehalt an Partikeln im Wasser oder einer anderen Flüssigkeitsprobe zu bestimmen. Der Lichtstrahl wird als einfallender Lichtstrahl bezeichnet. Im Wasser vorhandene Stoffe bewirken eine Streuung des einfallenden Lichtstrahls. Dieses gestreute Licht wird erfasst und im Verhältnis zu einem rückführbaren Kalibrierstandard quantifiziert. Je höher die Partikelmenge in einer Probe, desto stärker die Streuung des einfallenden Lichtstrahls und desto höher die resultierende Trübung.

Jedes Partikel in einer Probe, das eine definierte Lichtquelle (häufig eine Glühlampe, Leuchtdiode (LED) oder Laserdiode) passiert, kann zur Gesamttrübung der Probe beitragen. Ziel der Filtration ist die Entfernung von Partikeln aus einer Probe. Bei ordnungsgemäß funktionierenden Filtersystemen, die mit einem Trübungsmessgerät überwacht werden, ist die Trübung des Abwassers durch einen niedrigen und stabilen Messwert gekennzeichnet. Manche Trübungsmessgeräte verlieren bei sehr sauberem Wasser, da dort Partikelgrößen und -anzahl sehr gering sind, an Wirksamkeit. Bei Trübungsmessgeräten, die bei diesen niedrigen Werten nicht empfindlich genug sind, können Trübungsänderungen infolge eines Filterbruchs so gering sein, dass sie vom Trübungs-Grundrauschen des Geräts nicht mehr zu unterscheiden sind.

Dieses Basislinienrauschen hat mehrere Quellen, darunter das inhärente Geräterauschen (elektronisches Rauschen), Streulicht des Geräts, Probenrauschen und Rauschen in der Lichtquelle selbst. Diese Störungen addieren sich und werden zur Hauptursache für falsch positive Trübungsreaktionen und können die Nachweisgrenze des Geräts negativ beeinflussen.

Die Komplexität der Standards in der turbidimetrischen Messung liegt zum einen in der Vielfalt der gängigen und von Organisationen wie der USEPA und Standard Methods für Berichtszwecke akzeptierten Standards, zum anderen in der verwendeten Terminologie und Definition. In der 19. Ausgabe der Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater wurde die Abgrenzung zwischen Primär- und Sekundärstandards präzisiert. Standard Methods definiert einen Primärstandard als einen Standard, der vom Anwender aus rückverfolgbaren Rohstoffen unter Anwendung präziser Methoden und kontrollierter Umgebungsbedingungen hergestellt wird. Formazin ist der einzige anerkannte Primärstandard in der Trübungsmessung, und alle anderen Standards werden auf Formazin zurückgeführt. Darüber hinaus sollten sich die Gerätealgorithmen und Spezifikationen für Trübungsmessgeräte an diesem Primärstandard orientieren.

Standardmethoden definieren Sekundärstandards heute als Standards, die ein Hersteller (oder eine unabhängige Prüforganisation) zertifiziert hat, um bei der Gerätekalibrierung Ergebnisse zu erzielen, die (innerhalb bestimmter Grenzen) den Ergebnissen entsprechen, die bei der Kalibrierung eines Geräts mit benutzerdefinierten Formazinstandards (Primärstandards) erzielt werden. Verschiedene Standards, die sich für die Kalibrierung eignen, sind erhältlich, darunter handelsübliche Stammsuspensionen mit 4.000 NTU Formazin, stabilisierte Formazinsuspensionen (StablCal™ Stabilized Formazin Standards, auch StablCal-Standards, StablCal-Lösungen oder StablCal genannt) und handelsübliche Suspensionen von Mikrokugeln aus Styrol-Divinylbenzol-Copolymer.