Fluorescein-Sensoren: Überwachung der Wasserqualität

Warum sollte ich Fluorescein messen wollen?

Fluoreszierende Farbstoffe wie Fluorescein werden häufig in Wassersystemen eingesetzt, um Daten über den Wasserabfluss und die Fließgeschwindigkeit zu erhalten. Studien zur Farbstoffverfolgung können nicht nur nützliche Informationen für die Modellierung von Oberflächen- und Grundwassersystemen liefern, sondern auch zum Aufspüren von Schadstoffen. Mit Fluorometern können Forscher extrem niedrige Konzentrationen von Farbstoffen messen. Dank der extremen Empfindlichkeit und der Flexibilität des Geräts können Forscher aussagekräftige Daten gewinnen, die bei der Verwendung weniger empfindlicher Methoden möglicherweise übersehen werden könnten.

Fluorescein war der erste fluoreszierende Farbstoff, der für die Wasserverfolgung verwendet wurde. Er wird immer noch für den Nachweis mit Fluorometern und für qualitative (visuelle) Studien der unterirdischen Kontamination von Brunnen verwendet. Fluorescein wird für Durchflussmessungen und Studien zur Zirkulation, Dispersion und Abluftfahne verwendet und kann auch zur Maskierung, für hydraulische Modellstudien und für Studien über unterirdisches Wasser eingesetzt werden.

Wie wird Fluorescein gemessen?

Der Fluorescein-Sensor von Solinst Eureka ist ein fluorometrischer Sensor. Fluoreszenz tritt auf, wenn ein Molekül Lichtenergie bei einer Wellenlänge absorbiert und dann diese Energie bei einer anderen Wellenlänge emittiert. Fluorometrische Sensoren senden Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aus und suchen im Gegenzug nach einer ganz bestimmten, anderen Wellenlänge.

Es gibt viele Variationen von Fluorescein-Farbstoff und jede Verbindung erzeugt leicht verschobene Anregungs- und Emissionsmaxima. Diese kleinen Verschiebungen sollten jedoch keinen großen Einfluss auf das vom Fluorometer erfasste Signal haben, insbesondere wenn die in der Studie verwendete Verbindung dieselbe ist, die auch zur Kalibrierung Ihres Geräts verwendet wird.

Solinst Eureka Fluorescein-Sensor ist so konfiguriert, dass er direkt proportional zur Konzentration des in der Probe vorhandenen Farbstoffs bis zu 500 Teilen pro Milliarde (500 µg/L) berichtet. Relative Fluoreszenzmesswerte, Farbstoffkonzentrationen, Verdünnungsfaktoren, Farbstofflaufzeiten und andere Parameter liefern wertvolle Daten, die Rückschlüsse auf das untersuchte Wassersystem zulassen.

Was sollte ich über die Fluoreszenzmessung im Feld wissen?

Farbstoff-Tracer sind Verbindungen, die zur Messung, Kartierung und Überwachung von Wassersystemen verwendet werden. Tracer werden zur Messung von Wasserströmen, zur Untersuchung und Modellierung von Oberflächen- und Grundwassersystemen, zum Aufspüren von Verunreinigungen in Notfallsituationen, zum Aufspüren von Lecks und zur Messung von Tankverweilzeiten verwendet. Fluoreszierende Tracer wie Fluorescein werden gewählt, weil sie kostengünstig sind und mit einem tragbaren, feldtauglichen Fluorometer leicht und genau vor Ort gemessen werden können.

Fluorescein strahlt eine brillante grüne Fluoreszenz aus, die einen ausgezeichneten visuellen oder fotografischen Kontrast zu den Hintergründen bietet, die normalerweise bei Wassertransportstudien auftreten. Daher ist es einfach, den Fortschritt eines Experiments zu visualisieren. Er ist ästhetischer als die roten Farbstoffe. Dies ist psychologisch wichtig, insbesondere in Meeresgebieten, in denen bestimmte Dinoflagellaten blühen, die als „rote Flut“ bezeichnet werden. Die Verwendung eines Farbstoffs, der der roten Flut nicht ähnelt, könnte auf weniger öffentlichen Widerstand stoßen.

Für viele Studien, Rhodamin der Farbstoff der Wahl anstelle von Fluorescein geworden, da Fluorescein im Sonnenlicht schnell abgebaut wird. Außerdem haben viele natürlich vorkommende fluoreszierende Materialien ähnliche Eigenschaften und stören daher die Messung mit Fluorescein. Fluorescein ist außerdem pH-empfindlicher als Rhodamin-Farbstoffe. Die Fluoreszenz nimmt bei pH-Werten unter 5,5 sehr stark ab. Für optimale Ergebnisse sollte der pH-Wert zwischen 6 und 10 liegen.

Verschmutzung ist das größte Problem für Fluoreszenzsensoren. Jedes Fremdmaterial, das sich auf der aktiven Oberfläche des Sensors ansammelt, reduziert entweder die Menge des emittierten Lichts oder des empfangenen Lichts oder beides. Bewuchs stellt in der Regel kein Problem dar, wenn Sie bei täglichen Erhebungen ein Profil erstellen oder Stichproben machen, sondern nur, wenn Sie den Sensor über einen längeren Zeitraum einsetzen. Für einen kontinuierlichen Einsatz kann Antifouling-Zubehör hinzugefügt werden, wie z.B. das universelle Wischersystem von Eureka und der Sensorschutz aus Kupfergewebe.