💧 Wassertrübung (Turbidimetrie)
Nephelometrische Bestimmung der Wassertrübung mittels infraroter Streustrahlung im 90°-Winkel. Ein grundlegender Trinkwasserqualitätsparameter.
Übersicht
Die Wassertrübung ist ein Maß für die Verringerung der Wassertransparenz, verursacht durch suspendierten und kolloidalen Partikeln: Tone, Schlamm, Mikroorganismen, organische und anorganische Substanzen. Sie wird in NTU (Nephelometric Turbidity Units) oder FNU (Formazin Nephelometric Units) ausgedrückt — beide Einheiten sind numerisch gleichwertig.
Die Trübung ist einer der wichtigsten Trinkwasserqualitätsparameter — die polnische Norm verlangt ≤1 NTU (empfohlen ≤0,3 NTU). Hohe Trübung weist auf potentielle mikrobiologische Kontamination hin (Partikel schützen Krankheitserreger vor UV- und Chlordesinfektion), ästhetische Probleme und technologische Probleme.
Die ISO 7027-Methode verwendet Infrarot-Lichtquelle (860 nm LED) und 90°-Detektion (Nephelometrie) — dies eliminiert den Einfluss der Wasserfarbe auf Ergebnisse. Für Wässer mit niedriger Trübung (Trinkwasser) wird Nephelometrie verwendet, für stark getrübte Wässer (Abwasser) — Turbidimetrie (Strahlabschwächungsmessung).
Prinzip der Methode
Die Wasserprobe wird mit monochromatischer Infrarotstrahlungsquelle beleuchtet (860 nm LED, gemäß ISO 7027). Eine Photodiode im 90°±2,5°-Winkel zum einfallenden Strahl misst die Intensität des an suspendierten Partikeln gestreuten Lichts.
Nephelometrie (90°-Winkel): Streustrahlenintensität ist proportional zur Partikelkonzentration. Verwendet für Wässer mit niedriger Trübung (<40 NTU, typisch Trinkwasser).
Turbidimetrie (Abschwächungsmessung): misst Strahlschwächung beim Durchgang durch Probe. Verwendet für Wässer mit hoher Trübung (Abwasser, sehr trübe Wässer >40 NTU).
Kalibrierung mittels Formazinsuspension — primärer Trübungsstandard (1 FNU = 1 NTU).
Anwendungen
- Trinkwasserkontrolle (Grenzwert ≤1 NTU, empfohlen ≤0,3 NTU)
- Überwachung von Wasseraufbereitungsanlagen (Koagulations-, Filtrationseffizienz)
- Untersuchung von Oberflächen- und Grundwasser
- Kontrolle von Abwasserbehandlungsprozessen
- Überwachung von Schwimmbad- und Industriewasser
- Überprüfung der Desinfektionseffizienz (Trübung verringert UV- und Cl₂-Wirksamkeit)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Messbereich (Nephelometrie) | 0,05–400 NTU (FNU) |
| Messbereich (Turbidimetrie) | 40–4000 NTU |
| Auflösung | 0,01 NTU (niedriger Bereich) |
| Wellenlänge | 860 nm ± 30 nm (Infrarot) |
| Detektionswinkel | 90° ± 2,5° (ISO-Nephelometrie) |
| Kalibrierstandard | Formazin (Hydrazin + Hexamethylentetramin) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 7027-1:2016-09
- Titel (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie mętności — Część 1: Metody ilościowe
- Title (EN)
- Water quality — Determination of turbidity — Part 1: Quantitative methods
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Turbidimeter-Vorbereitung
Turbidimeter min. 15 Minuten vor Messung einschalten (Lichtquellenstabilisierung). Sauberkeit der Messkammer prüfen.
2. Kalibrierung
Kalibrierung mit Standard-Set durchführen: 0,1 NTU (oder <0,1), 20 NTU, 100 NTU, 800 NTU (oder nach Hersteller). StablCal-Standards oder frisches Formazin verwenden. Küvetten mit Silikonöl abwischen.
3. Probenvorbereitung
Probe auf Raumtemperatur bringen. Vorsichtig mischen (3× umdrehen) — nicht heftig schütteln (Luftblasen erhöhen Ergebnis). Sofort nach Probenahme analysieren.
4. Küvettenfüllung
Saubere Küvette mit Probe bis zur angegebenen Marke füllen (bis herstellerspezifische Markierung). Mit Kappe verschließen. Äußere Oberfläche mit Tuch abwischen, dünne Silikonölschicht auftragen.
5. Messung
Küvette in Messkammer einsetzen (Markierungsorientierung!). Deckel schließen. Auf Messwert-Stabilisierung warten (AutoRead-Funktion). Ergebnis in NTU/FNU notieren.
6. Messwiederholung
Küvette herausnehmen, vorsichtig 3× umdrehen (Sedimentation beseitigen), wieder einsetzen. Messung wiederholen. Durchschnitt von 2–3 Messungen = Endergebnis.
7. Qualitätskontrolle
Alle 10 Proben Kontrollstandard messen (z.B. 20 NTU). Akzeptable Abweichung: ±10% oder ±0,5 NTU (je nachdem, was kleiner ist). Blindprobe: Wasser <0,05 NTU.
8. Reinigung nach Messungen
Küvetten mit entionisiertem Wasser spülen, zum Trocknen stehen lassen. Keine Reinigungsmittel verwenden (können Filme hinterlassen). Messkammer periodisch reinigen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Labor-Turbidimeter (Nephelometer) | Hach TU5200, Hach TL2300 ISO, WTW Turb 430 | 8 000–25 000 PLN |
| Messküvetten | Runde Glasküvetten speziell für Turbidimeter (kratzfrei, ideal sauber) | 50–150 PLN/Stk. |
| Silikonöl für Küvetten | Zur Beseitigung von Kratzern und Glasoberflächendefekten | 50–100 PLN |
| Küvettenreinigungstücher | Fusselfrei, Mikrofaser | 20–50 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Formazin-Standard 4000 NTU | — | Primärer Trübungsstandard: Mischung aus Hydrazinsulfat und Hexamethylentetramin. Frisch zubereitet oder gebrauchsfertig gekauft. |
| Hydrazinsulfat (NH₂)₂·H₂SO₄ | 10034-93-2 | Formazin-Standardkomponente. 10 g/L — Lösung I. ACHTUNG: Verdacht auf krebserzeugend! |
| Hexamethylentetramin (CH₂)₆N₄ | 100-97-0 | Formazin-Standardkomponente. 100 g/L — Lösung II. Mischen von I+II ergibt Formazinsuspension. |
| Gebrauchsfertige Kalibrierstandards | — | StablCal-Sets (Hach) oder AMCO Clear — stabile Polymerstandards als Formazin-Ersatz. Haltbarkeit bis 5 Jahre. |
| Trübungsfreies Wasser | — | Entionisiertes Wasser durch 0,1 μm Filter filtriert. Trübung <0,02 NTU. |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Hydrazinsulfat — Verdacht auf krebserzeugend (Kat. 1B). Unter Abzug zubereiten, Nitrilhandschuhe verwenden.
- Hexamethylentetramin — reizend, brennbar. Vor Feuer schützen.
- Schutzbrille und Laborkittel obligatorisch.
- Gebrauchsfertige Standards (StablCal, AMCO) — sicherere Alternative zu Formazin.
- Glasküvetten — Bruch- und Schnittverletzungsgefahr.