In diesem Artikel geht es um die photometrische Messung in unseren Seen, Schwimmbädern und im Trinkwasser bei Wasserversorgern durch das Gesundheitsamt mit dem Photometer. Dabei werden die Parameter pH, Redox, Trübung, Nitrat und Chor mit der photoFlex® Serie gemessen und überwacht.
Gesundheitsämter sind unter anderem für die Überwachung von Trinkwasser bei Wasserversorgern, von Bädern und Badeseen zuständig. Diese Überwachung schützt nicht zuletzt die Bevölkerung vor einer gesundheitlichen Beeinträchtigung durch verunreinigtes bzw. falsch oder unzureichend behandeltes Wasser. Neben der mikrobiologischen Untersuchung sind Chlor, aber auch Nitrat, pH-Wert und Trübung wichtige Parameter. Durch die einzigartige Kombination von photometrischer Messung mit pH-, Redox- und normgerechter Trübungsmessung befindet sich photoFlex® nicht nur im Einsatz von Gesundheitsämtern, sondern auch vielfach in der innerbetrieblichen Kontrolle und bei Servicelabors. Als tragbares Photometer ist es vor Ort einsetzbar, kann jedoch mit LabStation und PC-Software zum kleinen Laborgerät mit GLP-konformer Datenverwaltung ergänzt werden. Was für den Überwachungsbetrieb besonders von Vorteil ist: Die Möglichkeit der dokumentierbaren Ergebnissicherheit durch Chargenzertifikate, Kalibrierprotokolle und Geräteüberwachung.
Gesundheitsämter sind neben Überwachungsaufgaben im öffentlichen Interesse auch im Einsatz, wenn private Haushalte oder Verbraucher Unregelmässigkeiten und Probleme melden: Ob nun eine häusliche Entkalkungsanlage zu Problemen geführt hat oder „starker Chlorgeruch“ im Schwimmbad beklagt wird – diesen Meldungen wird bei Bedarf gezielt nachgegangen.
Chlor zur Desinfektion von Wasser
Chlor und Chlordioxid sind nach wie vor eine gängige und effiziente Methode der Desinfektion von Wasser. In der Trinkwasserversorgung wird für die Chlorung gegenüber einer UV-Desinfektion oder Ozonierung oft als Vorteil genannt, dass die Desinfektionswirkung nicht nur punktuell sondern Chlor auch noch im entfernteren Leitungsnetz wirksam ist. Durch diesen Depoteffekt von Chlor wird die Wiederverkeimungsgefahr kleiner eingestuft.
Auch in Landkreisen mit wiederkehrenden Hochwasserereignissen wird wegen der Einfachheit und Flexibilität Chlor als abschliessende Desinfektion bevorzugt: Schäden und Folgen von Überschwemmungen und Überflutungen können neben gewässernahen Fassungsanlagen auch Quellfassungen, Grundwasserleiter, Brunnenanlagen oder die Rohrleitungsanlagen selber betreffen. Die für die Wasserqualität entscheidende Auswirkung einer Überschwemmung ist die erhöhte Trübung durch Eintrag von Partikeln und der damit verbundene Anstieg von Mikroorganismen. Vorhandene Feststoffpartikel in Trink- und Brunnenwasser bieten Mikroorganismen die Möglichkeit, sich dort anzuhaften und zu vermehren. Deshalb kann im Bedarfsfall die Chlorung zur effektiven Desinfektion auf die Höchstgrenze bis 0,5 mg/l erhöht werden.
Wo standardmässig gechlort wird, ist die Überprüfung des Chlorgehaltes eine Routinemessung: Sie stellt sicher, dass Dosiereinrichtungen korrekt bedient werden und einwandfrei funktionieren. Die Gesundheitsämter legen basierend auf der gesetzlichen Grundlage der Trinkwasserverordnung die Abstände fest. Dabei werden verschiedene Faktoren wie z.B. abgegebene Wassermenge im Einzugsgebiet, Art der Anlage, die Lage der Brunnen etc. berücksichtigt
UV-Desinfektion und Trübungsmessung
Neben der Chlorung spielt die UV-Desinfektion zur Abtötung von Mikroorganismen eine immer grössere Rolle. Bei der UV-Desinfektion ist die Trübung ebenfalls ein wichtiger Begleitparameter, da anders als bei der Chlorung mit „Depotwirkung“ eine punktuelle Desinfektion vorgenommen wird.
Die Trübung wird neben besonderen Ereignissen als Standardparameter in der Trinkwasserversorgung und der Getränkeindustrie mit eigenen Brunnen gemessen. Zur Sicherstellung der Trinkwasserqualität fordert der Gesetzgeber die Einhaltung zulässiger Trübungsmesswerte, die bei einer Obergrenze von 1 NTU liegen. Zum Einsatz von Trübungsmessgeräten im Trinkwasser erfahren Sie in unserem Anwendungsbeispiel mehr. Jetzt Applikationsbericht kostenlos herunterladen!
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All-in-one: Überwachung der Hygieneparameter mit photoFlex®
Das besondere an der photoFlex® Serie ist, dass man mit diesen handlichen Geräten die sogenannten Hygiene-Hilfsparameter in Bädern, also freies und gebundenes Chlor, pH-Wert und die Redox-Spannung, mit einem einzigen Gerät messen kann. Mit diesen Parametern kann das Beckenwasser in Schwimmbädern und Whirpools bezüglich seines hygienischen Zustands ohne mikrobiologischen Untersuchung beurteilt werden. Der Vorteil ist die zeitnahe Aussage im Gegensatz zur mikrobiologischen Untersuchung, die einige Tage Wartezeit mit sich bringt. Die Koffersets liefern neben den Geräten gleich praktisches Zubehör und einen kleinen Labortisch für sicheres und bequemes Arbeiten vor Ort.
Der pH-Wert
Der pH-Wert ist einer der wichtigsten Parameter überhaupt, da viele chemischen Reaktionen in Abhängigkeit zum jeweiligen pH-Wert ablaufen und sich daraus häufig ein Gleichgewicht der gelösten chemischen Substanzen einstellt. Dies trifft auch bei der Desinfektion mit Chlor zu, deren Verlauf und Reaktionsprodukte ganz erheblich vom pH-Wert abhängen. Die Photometer der photoFlex® Serie haben die normgerechte und komfortable pH-Messung analog zu eigenständigen pH-Metern integriert. Der Funktionsumfang umfasst die automatische Puffererkennung, Temperaturkompensation sowie die Kalibrierung mit DIN- oder technischen Puffern.
Die zulässigen pH-Werte für Schwimmbäder liegen bei pH 6,5 – 7,6, für Badegewässer bei pH 6 – 9 und für Trinkwasser bei pH 6.5 – 9.5.
Die Redox-Spannung
Der Redox-Wert wird in Millivolt (mV) angegeben und ist ein aussagekräftiger Parameter für die Desinfektionswirkung des Chlors (bzw. des Desinfektionsmittels). Die Redox-Spannung, gemessen mit einer Redox-Elektrode, ist abhängig vom pH-Wert. Die oxidative Wirkung des Chlors im Wasser ist umso stärker, je höher der Anteil an freiem Chlor, also an hypochloriger Säure, ist. Liegt ein hoher Verschmutzungsgrad vor, so ist das Chlor zunächst in Chloraminen gebunden und steht nicht in dem benötigten Masse mit seiner keimtötenden und stark oxidativen Wirkung zur Verfügung. Die Redox-Spannung ist damit ein Mass für die Verschmutzung. Deshalb spielt die Redox-Messung häufig eine Rolle bei der Steuer- und Regeltechnik von grossen Bädern für die Dosierung von Chlor.
Mit der Photoflex pH und Trübung messen
Dort, wo die Trübungsmessung ein wichtiger Kontrollparameter ist, erfüllt das Photometer photoFlex® Turb zusätzlich zur pH-Messung auch alle Wünsche an eine hochpräzise Trübungsmessung gemäss DIN EN 27027 mit Infrarot-LED in Trinkwasser an. Für die Kalibrierung sind die hochpräzisen, in der Norm beschriebenen und auf Formazin rückführbaren AMCO® Clear Polymerstandards enthalten, die aufgrund der industriellen Fertigung der verschiedenen Polymerpartikel sowie der stabilen Verteilung in der Lösung zu einer wesentlich höheren Genauigkeit und Reproduzierbarkeit führen als es alle herkömmlichen – auch stabilisierten - Formazinstandards ermöglichen könnten.
Für beide, die pH- und Trübungsmessung, werden Kalibrierprotokolle gespeichert und lassen sich zur Dokumentation für die Qualitätskontrolle ausgeben. Mehr erfahren Sie in unseren Applikationsberichten im Downloadbereich!
Chlor in Schwimmbädern und Whirlpools
Im Schwimmbad liegen verschiedene Nebenprodukte wie die Chlor-Stickstoffverbindungen als Reaktion von Chlor mit organischen Stoffen aus menschlichem Eintrag vor. Diese organischen Quellen sind vor allem Harnstoff aber auch Schweiss, Haar- und Hautreste. Diese sogenannten Chloramine, pH-bedingt zum grösstenteil Monochloramin, werden als gebundenes Chlor bezeichnet. Ist die Chlorung entsprechend hoch und der pH-Wert nicht zu hoch, liegt ein Teil des zugegebenen Chlorgases als hypochlorige Säure im Wasser gelöst vor. Diese Anteil des Chlors wird als freies Chlor bezeichnet und ist für die bakterizide und stark desinfizierende Wirkung verantwortlich. Für beide Formen ist ein Grenzwert definiert: Die Richtwerte für freies Chlor betragen 0,3 – 0,6 mg/l, für gebundenes Chlor 0,2 mg/l.
Diese können gegebenenfalls auch zu Augenreizungen und Hautirritationen führen und sind vorsorglich mit einem Richtwert von 0,2 mg/l Chloramin belegt. Generell ist ein kompletter Abbau von organischen Stickstoffverbindungen bis hin zum Nitrat erwünscht. Ein hoher Monochloraminwert (oder der Geruch) und ein unzureichender Abbau organischer Substanzen ist meist ein Anzeichen für eine falsche Aufbereitung und Chlorung des Beckenwassers. Deshalb nehmen Gesundheitsämter hier vor Ort Kontrollmessung durch, sobald vermehrt Beschwerden über starken „Chlorgeruch“ vorkommen.
Nitrat im Schwimmbad
Nitrat kann als „Indikatorparameter“ in der Überwachung von Schwimmbädern bezeichnet werden: Da Nitrat das Abbauprodukt der Oxidation von Harnstoff und anderer stickstoffhaltiger Verbindungen darstellt, sagt der Nitratwert etwas über die Wassergüte bzw. eben die Verunreinigung des Beckenwassers aus. Ist der Nitratwert sehr hoch, ist das Beckenwasser stark belastet. Deshalb wird dieser Parameter meist in Verbindung mit gemeldetem „Chlorgeruch“ untersucht.
Die Regulierung erfolgt üblicherweise durch die Zugabe von Füllwasser. Der Grenzwert von Nitrat drückt sich im Verhältnis zwischen Becken- und Füllwasser aus: Der Wert des Beckenwassers darf einen maximal höheren Wert von 20 mg/l gegenüber dem Füllwasser aufweisen.
Überwachung von Badeseen
Ein weiteres Aufgabengebiet von Gesundheitsämtern ist die regelmässige Überwachung der Wassergüte von Badeseen in der Badesaison von Mitte Mai bis September. Alle Seen, die als EU-Badesee eingestuft sind, müssen regelmässig gemäss der EU-Richtlinien untersucht werden. Die Angaben umfassen dabei übrigens auch Umweltparameter wie Lage und Untergrund, landwirtschaftliche Flächen in der Umgebung, Zuflüsse etc. Für die Erfassung von Oberflächengewässern und Badeseen bietet die photoFlex® Serie viele Standardparameter und auch eine Messung der Färbung bei 436 nm.
Testsätze von A-Z
Insgesamt bietet photoFlex® eine Vielzahl von Testsätzen mit programmierten Testmethoden für eine bequeme und schnelle photometrische Bestimmung.Für den Schwimmbadbereich stehen z.B. neben zahlreichen Chlortests auch Testsätze für Chlordioxid, Nitrat und demnächst Monochloramin zur Verfügung. Aber auch für Substanzen, die durch Zugabe von Flockungsmitteln eingetragen werden, wie z.B. Sulfat, Aluminium, Eisen etc.
Mit der photoFlex® Serie können zudem weitreichende Untersuchungen auch im Falle einer aussergewöhnlichen oder routinemässigen innerbetrieblichen Wasseruntersuchung vorgenommen werden: Schwermetalle, Cyanid, Eisen, Mangan, Nitrat, Tenside und Phosphat als Eintrag einer Verschmutzung oder durch betriebliche Bedingungen und Korrosion.
Die Wasseranalyse dokumentieren
Bei der Überwachung und innerbetrieblichen Kontrolle ist Ergebnissicherheit und Dokumentation ein wichtiges Kriterium: Hier verbindet die photoFlex® Serie und das Spektralphotometer von WTW mobile Vor-Ort-Messtechnik mit Laborstandards und kann für Anforderungen von Monitoring bis hin zur amtlichen Überwachung konfiguiert werden. Meist sind die handlichen Einzelgeräte im Einsatz, die jedoch durch eine Laborstation mit PC-Software ergänzt werden können. Für die pH- und Redox-Analyse stehen verschiedene Elektroden zur Auswahl. Jedoch findet man auch komplette Koffersets für den Einsatz vor Ort. Bis zu 1000 Messdatensätze können gespeichert und bei Bedarf je mit einer entsprechenden Identnummer für z.B. Entnahmestellen und Messorte im Gerät abgelegt werden.
Für die einfache, selbstüberwachende Dokumentation bietet die praktische PC-Software LSdata jede Menge Annehmlichkeiten
Schnelle und sichere Übertragung der Messdaten mit Gerätenummer und Benutzer, bei Bedarf Weitergabe der gesicherten Rohdaten an Excel zur weiteren Auswertung, Methodenverwaltung und das bequeme Erstellen eigener Testprogramme sowie die Dokumentation der Kalibierprotokolle.
Hohe Qualität durch hochwertige Messtechnik zur Wasseranalytik
Zusammenfassend kann man feststellen, dass gerade für Gesundheitsämter die Möglichkeiten der photoFlex® Serie von WTW durch die analytische Qualitätssicherung und die Vielzahl der Messparameter ein idealer Begleiter für die beschriebenen Aufgabenbereiche ist und dort bereits sehr erfolgreich zum Einsatz kommt. Aber auch wer in Servicelabors z.B. Trübung misst oder in der innerbetrieblichen Kontrolle einen entsprechenden Standard der Eigenkontrolle einführen möchte, findet mit dieser WTW-Geräteportfolio eine professionelle und dabei ökonomische und ausbaubare Lösung.
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