In diesem Artikel geht es um den wichtigsten Messparameter Trübung und die Messmethoden in unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Unsere Trübungsexperten haben erstklassige Messgeräte wie den Turb 430 IR und den Turb 750 IR entwickelt, mit denen Sie als Kunde Ihre Herausforderungen bei der Bestimmung der Wasserqualität einfach und schnell lösen können.
Fischen im Trüben - zuverlässig und plausibel
Kaum ein anderes Messverfahren ist so variantenreich, hat eine so große Limitation des Messverfahrens, weckt so viele falsche Vorstellungen wie die Trübung. Als wichtiger Messparameter und Indikator ist die Trübung sehr hilfreich für die Einschätzung von Wasserqualität und Sicherheit bei Anwendungen, Produkten, Produktionsprozessen und vor allem bei der Wasserbestimmung von Trinkwasser! Und damit ist die Trübung einer der spannendsten Parameter der Wasseranalytik überhaupt. Zum Einsatz von Trübungsmessgeräten im Trinkwasser erfahren Sie mehr in unserem Applikationsbericht!
Was ist Trübung?
Trübung ist der optische Eindruck, der entsteht, wenn sich in einer Lösung oder in Gasen frei bewegliche Partikel befinden, die einen anderen Brechungsindex haben als ihre Umgebung, also die Lösungen oder Gasgemische. Und das erklärt bereits, warum Trübung in wässrigen Lösung nicht so eindeutig und einfach zu messen ist wie z.B. elektrochemische Parameter: Die Subjektivität der Wahrnehmung, in Form, Größe und Farbe uneinheitliche Partikel, die Beweglichkeit und somit die unterschiedliche Ausrichtung zum Betrachter müssen erfasst werden. Die Übertragung in ein optisches Messsystem mit einem geeigneten Messwinkel, Detektor und Standard, der als Grundlage der Kalibrierung eingesetzt werden kann, musste diese Mobilität und Momentaufnahmen ständig beweglicher Teile wiederspiegeln - kein leichtes Unterfangen!
Doch mit modernster Optik und Elektronik können heute hervorragende Messergebnisse mit hoher Reproduzierbarkeit und Plausibilität erreicht werden, wie z.B. mit der WTW®-Messung durch Intelligenten Reproduzierbarkeits- und Plausibilität Checks (IRPC), bei dem schnellste Mehrfachmessungen durchgeführt und für die Messwertausgabe evaluiert werden.
Neben der reinen Messung konnten vor allem die bis dato eingesetzten Formazin-Standards mit hoher Driftanfälligkeit gerade im unteren Bereich und einer Toleranz von min. 10% durch moderne Polymer-Standards mit 1% Lot-zu-Lot Produktionsgenauigkeit ergänzt oder abgelöst werden. Polymerstandards sind auf die jeweilige Optik optimiert. Eingesetzte Messverfahren sind bezüglich der Geräte teils genormt oder branchenspezifisch. In Trinkwasser wird eine nephelometrische Messung bei 90° Detektoranordnung durchgeführt. Je nach Ländernorm DIN ISO oder US EPA werden aber dafür bereits die zwei unterschiedlichen Lichtquellen Infrarot- und Weisslicht mit den Ausgabeeinheiten FNU (Formazine Nephelometric Unit) bzw. NTU (Nephelometric Turbidity Unit) eingesetzt: Weisslicht kann aber für andere Applikationsbereiche wie z.B. der Saftindustrie mit farbigen Lösungen durch zusätzliche Absorptionseinflüsse während der Messung schlechter oder ungeeignet sein.
Hier kommt auch der Anwender für ein exaktes Messergebnis ins Spiel
Jeder Anwender sollte sich immer vor Augen halten, was er denn mit der Messung erreichen möchte, welche der möglichen Lichtquellen und optischen System am besten geeignet sind und welche Ergebnisse mit dem Verfahren realistisch zu erwarten sind.
Das hängt zum einen sehr stark von der Anwendung ab
- Möchte man einen Qualitätscheck eines Produktes mit hoher Trübung machen, ist ein Ergebniskorridor von mehr als 10% meist aussagekräftig genug.
- Im Trinkwasser hingegen stehen Partikel als Indikator für die Reinheit von Wasser für den Genuss ohne Gefährdung durch Bakterien und Viren im Vordergrund. Deshalb ist hier ein Grenzwert von 1 NTU per Norm vorgegeben.
- Für eine hohe Messwertqualität besteht besonders im unteren Bereich die Anforderung an eine präzise Arbeitsweise mit dem Ausschluss von äußeren Störfaktoren wie ungenaue Kalibrierung durch gedriftete Kalibrierstandards, Glasinhomogenitäten und Kratzer der Küvette, Probentemperatur usw. Inzwischen sind manchmal noch kleinere Grenzwerte für Trinkwasser in Diskussion, die jedoch in Anbetracht der Verfahrensgrenzen eigentlich nicht sinnvoll erscheinen.
So wählen Sie das geeignete Gerät bezüglich Optik und Lichtquelle für die Aufgabe aus
1. Bei gefärbten Lösungen sollte ein IR-Gerät eingesetzt werden, da im Infrarot-Bereich die Absorptionseinflüsse der Färbung keine Rolle spielen. Dies spiegelt sich auch in Branchenempfehlungen wie z.B. bei der Fruchtsaftverarbeitung wieder.
2. Partikelgrößen im niedrigen Messbereich können ein Auswahlkriterium für die Lichtquelle darstellen.
Bei Trübungen über 1100 NTU/FNU sind Geräte mit Ratioverfahren zur Evaluierung verschiedener Streuwinkel erforderlich, die jedoch durch herstellerspezifische, nicht normierte Optikanordnungen meist nicht vergleichbare Werte mit anderen Geräten ausgeben, was für ein geschlossenes System zur Beurteilung von Produktions- und Produktqualität keine Rolle spielt.