Fluoreseiinianturit: Veden laadun seuranta

Miksi haluaisin mitata fluoreseiinia?

Fluoresoivia väriaineita, kuten fluoresceiinia, lisätään usein vesijärjestelmiin veden purkautumista ja nopeutta koskevien tietojen saamiseksi. Väriaineen jäljittämistutkimukset voivat antaa hyödyllistä tietoa pinta- ja pohjavesijärjestelmien mallintamiseen sekä epäpuhtauksien jäljittämiseen. Fluorometrien avulla tutkijat voivat mitata erittäin alhaisia väriainepitoisuuksia. Äärimmäisen herkkyyden ja laitteen joustavuuden ansiosta tutkijat voivat saada tehokkaita tietoja, jotka jäisivät mahdollisesti saamatta vähemmän herkkiä menetelmiä käytettäessä.

Fluoresceiini oli ensimmäinen veden jäljitystyössä käytetty fluoresoiva väriaine, ja sitä käytetään edelleen fluorometreillä tapahtuvaan havaitsemiseen ja kaivojen maanalaisen saastumisen laadullisiin (visuaalisiin) tutkimuksiin. Fluoreseiinia käytetään virtausmittauksissa ja kierto-, leviämis- ja plume-tutkimuksissa, ja sitä voidaan käyttää myös peittämiseen, hydraulisten mallien tutkimiseen ja maanalaisen veden tutkimiseen.

Miten fluoreseiini mitataan?

Solinst Eurekan fluoreseiinianturi on fluorometrinen anturi. Fluoresenssi syntyy, kun molekyyli absorboi valoenergiaa yhdellä aallonpituudella ja emittoi sitten energiaa toisella aallonpituudella. Fluorometriset anturit säteilevät valoa tietyllä aallonpituudella ja etsivät vastineeksi hyvin tiettyä, eri aallonpituutta.

Fluoresceiiniväriaineesta on monia muunnoksia, ja jokainen yhdiste tuottaa hieman siirtyneitä heräte- ja emissiomaksimeja. Näiden pienten siirtymien ei kuitenkaan pitäisi suuresti vaikuttaa fluorometrin havaitsemaan signaaliin, varsinkaan jos tutkimuksessa käytetty yhdiste on sama yhdiste, jota käytetään laitteen kalibroinnissa.

Solinst Eureka Fluoreseiinianturi on konfiguroitu siten, että se raportoi suoraan verrannollinen näytteessä olevan väriaineen pitoisuuteen 500 miljardiin osaan asti (500 µg/L). Suhteelliset fluoresenssilukemat, väriainepitoisuudet, laimennuskertoimet, väriaineen kulkuaika ja muut parametrit antavat arvokkaita tietoja, joiden avulla voidaan tehdä johtopäätöksiä tutkittavasta vesijärjestelmästä.

Mitä minun pitäisi tietää fluoresceiinimittauksesta kentällä?

Väriaineen merkkiaineet ovat yhdisteitä, joita käytetään vesijärjestelmien mittaamiseen, kartoittamiseen ja seurantaan. Merkkiaineita käytetään vesivirtojen mittaamiseen, pinta- ja pohjavesijärjestelmien tutkimiseen ja mallintamiseen, epäpuhtauksien jäljittämiseen hätätilanteissa, vuotojen havaitsemiseen ja säiliöiden viipymäaikojen mittaamiseen. Fluoresoivia merkkiaineita, kuten fluoresceiinia, käytetään, koska ne ovat kustannustehokkaita ja helposti ja tarkasti mitattavissa paikan päällä kannettavalla kenttävalmiilla fluorometrillä.

Fluoresceiini säteilee kirkkaan vihreää fluoresenssia, joka antaa erinomaisen visuaalisen tai valokuvauksellisen kontrastin veden kuljetustutkimuksissa tavallisesti esiintyvää taustaa vastaan. Näin ollen kokeen eteneminen on helppo havainnollistaa. Se on esteettisempi kuin punaiset väriaineet. Tämä on psykologisesti tärkeää erityisesti valtamerialueilla, joilla esiintyy tiettyjen dinoflagellaattien kukintoja, joita kutsutaan ”punaiseksi vuorovedeksi”. Yleisön vastustus voi olla vähäisempää, jos käytetään väriainetta, joka ei muistuta punavuotoa.

Monissa tutkimuksissa, Rodamiini on tullut fluoreseiinin sijaan valittua väriaineeksi, koska fluoreseiini hajoaa nopeasti auringonvalossa. Lisäksi monilla luonnossa esiintyvillä fluoresoivilla materiaaleilla on samanlaiset ominaisuudet ja ne häiritsevät siten fluoresceiinimittausta. Fluoreseiini on myös pH-herkempi kuin rodamiinivärit. Fluoresenssi laskee hyvin jyrkästi pH-arvojen ollessa alle 5,5. Optimaalisten tulosten saamiseksi pH:n tulisi olla 6-10.

Saastuminen on fluoresenssiantureiden suurin kenttäongelma. Kaikki anturin aktiiviselle pinnalle kertyvä vieras materiaali vähentää joko emittoituvan tai vastaanotettavan valon määrää tai molempia. Likaantuminen ei yleensä aiheuta ongelmia, kun profiloidaan tai tarkastetaan pistokokein päivittäin, vaan ainoastaan silloin, kun anturia käytetään pitkiä aikoja. Jatkuvaan käyttöön voidaan lisätä likaantumisen estäviä lisävarusteita, kuten Eurekan yleispyyhintäjärjestelmä ja kupariverkon anturisuoja.