Wasseranalyse vor Ort

Die Fähigkeit sicherzustellen, dass Wasservorkommen zu einem bestimmten Zeitpunkt unverschmutzt sind, ist unentbehrlich, wenn die Sicherheit des Wassers gewährleistet werden soll. Dies wird nun zur Realität durch die Entwicklung von Sonden, die eine Überwachung der Wasservorkommen vor Ort zulassen.

Die meisten derzeit genutzten Methoden zur Wasseranalyse beinhalten die Probeentnahme von der Quelle und deren Weiterleitung an ein Labor zur Untersuchung der Probe. Diese Methode der Fernanalyse ist oft ungeeignet, da die Verzögerung zwischen der Probeentnahme und dem Erhalt der Ergebnisse zu ernsthaften ökologischen Auswirkungen führen kann.

Die Fähigkeit Messungen auch vor Ort durchführen zu können ist das Ziel neuester analytischer Methoden. Bis jetzt wurden im Rahmen des SEWING-Projekts mehrere Sonden entwickelt, die die Durchführung derartiger Messungen möglich machen. Die Sonden sind optimierte Versionen von verkleinerten kontaktlosen Potentiometerwandlern.

Es wurden dabei speziell zwei Arten von ionenselektiven Feldeffekttransistoren (ISFET) mit Kontakten an der Vorder- und Rückseite entwickelt. In ihrer Originalbauweise ermöglichen diese Sonden die fehlerfreie Bestimmung des pH-Wertes im Wasser, bei dem es sich um eine Maßeinheit für die Konzentration an H+-Ionen im Wasser handelt. Diese Art Sonde wurde dann derart modifiziert, dass auch die Bestimmung anderer Ionen, besonders der Ionen NH4+, K+, Na+ und NO3+, möglich wurde.

Erreicht wurde dies durch die Ablagerung spezieller Membranen an den Sonden, die ausschließlich gegenüber diesen Ionen selektiv reagieren. Somit können alle anderen Ionen die Ablesung nicht beeinträchtigen. Zur Ablagerung der Sondenmembranen standen zwei Verfahren zur Verfügung, von denen das erste halbindustriell ist und eine automatisierte dispensierende Einheit nutzt. Bei der zweiten Methode wird unter Verwendung der Rotationsbeschichtung eine UV-polymerisierende Membran an der Sonde abgelagert.

Die Sonden zeichnen sich durch einen optimalen Arbeitsbereich und eine lange Lebensdauer aus, wodurch die Überwachung der genannten Ionen in wirklichkeitsgetreuen Situationen möglich wird. Mithilfe einer geeigneten Installation können die Sonden für die dauerhafte Überwachung von Abwässern und natürlichen Wasservorkommen genutzt werden. Im Rahmen weiterführender Entwicklungen können Sonden hergestellt werden, die auch andere Ionen nachweisen. Deren Nutzung könnte auf die Analyse von Abwässern in risikoreichen Industriegebieten ausgedehnt werden.