Fluoresceïnesensoren: Monitoring waterkwaliteit

Waarom zou ik fluoresceïne willen meten?

Fluorescerende kleurstoffen zoals fluoresceïne worden vaak toegevoegd aan watersystemen om gegevens over waterafvoer en -snelheid te verkrijgen. Onderzoeken naar het opsporen van kleurstoffen kunnen nuttige informatie opleveren voor het modelleren van oppervlakte- en grondwatersystemen, naast het opsporen van verontreinigingen. Fluorometers stellen onderzoekers in staat om ultralage kleurstofconcentraties te meten. Dankzij de extreme gevoeligheid en flexibiliteit van het instrument kunnen onderzoekers krachtige gegevens verzamelen die mogelijk gemist worden bij het gebruik van minder gevoelige methoden.

Fluoresceïne was de eerste fluorescerende kleurstof die werd gebruikt voor het opsporen van water en wordt nog steeds gebruikt voor detectie door fluorometers en voor kwalitatieve (visuele) onderzoeken naar ondergrondse verontreiniging van putten. Fluoresceïne wordt gebruikt voor debietmetingen en circulatie-, dispersie- en pluimstudies en kan ook worden gebruikt voor maskering, hydraulische modelstudies en ondergrondse wateronderzoeken.

Hoe wordt fluoresceïne gemeten?

De fluoresceïnesensor van Solinst Eureka is een fluorometrische sensor. Fluorescentie treedt op wanneer een molecuul lichtenergie absorbeert bij één golflengte en die energie vervolgens uitzendt bij een andere golflengte. Fluorometrische sensoren zenden licht uit op een bepaalde golflengte en zoeken een heel specifieke, andere golflengte terug.

Er zijn veel variaties van fluoresceïne kleurstof en elke verbinding zal licht verschoven excitatie- en emissiemaxima produceren. Deze kleine verschuivingen zouden echter geen grote invloed moeten hebben op het signaal dat door de fluorometer wordt gedetecteerd, vooral niet als de verbinding die in het onderzoek wordt gebruikt dezelfde is die wordt gebruikt om uw instrument te kalibreren.

Solinst Eureka De fluoresceïnesensor is zo geconfigureerd dat de rapportage recht evenredig is met de concentratie van de kleurstof in het monster, tot 500 deeltjes per miljard (500 µg/L). Relatieve fluorescentiemetingen, kleurstofconcentraties, verdunningsfactoren, reistijd van de kleurstof en andere parameters leveren waardevolle gegevens op waarmee conclusies kunnen worden getrokken over het onderzochte watersysteem.

Wat moet ik weten over fluoresceïnemetingen in het veld?

Kleurstof tracers zijn verbindingen die gebruikt worden voor het meten, in kaart brengen en bewaken van watersystemen. Tracers worden gebruikt voor het meten van waterstromen, het bestuderen en modelleren van oppervlakte- en grondwatersystemen, het traceren van verontreinigingen in noodsituaties, het detecteren van lekken en het meten van de verblijftijd van tanks. Fluorescerende tracers zoals fluoresceïne worden gekozen omdat ze kosteneffectief zijn en gemakkelijk en nauwkeurig ter plaatse kunnen worden gemeten met een draagbare fluorometer die in het veld kan worden gebruikt.

Fluoresceïne straalt een briljante groene fluorescentie uit, die een uitstekend visueel of fotografisch contrast geeft tegen de achtergronden die normaal gesproken voorkomen bij onderzoek naar watertransport. Daarom is het gemakkelijk om de voortgang van een experiment te visualiseren. Het is esthetischer dan de rode kleurstoffen. Dit is psychologisch belangrijk, vooral in oceaangebieden waar bepaalde dinoflagellaten bloeien, de zogenaamde “rode getijden”. Het gebruik van een kleurstof die niet op de rode vloed lijkt, kan op minder publieke weerstand stuiten.

Voor veel onderzoeken, Rhodamine de favoriete kleurstof geworden in plaats van fluoresceïne, vanwege de snelle afbraak van fluoresceïne in zonlicht. Ook hebben veel natuurlijk voorkomende fluorescerende materialen vergelijkbare eigenschappen en interfereren dus met fluoresceïne metingen. Fluoresceïne is ook pH-gevoeliger dan rhodamine kleurstoffen. De fluorescentie daalt zeer sterk bij pH-waarden onder 5,5. Voor optimale resultaten moet de pH-waarde tussen 6 en 10 liggen.

Vervuiling is het grootste probleem voor fluorescentiesensoren. Elk vreemd materiaal dat zich ophoopt op het actieve oppervlak van de sensor vermindert de hoeveelheid uitgezonden licht of ontvangen licht, of beide. Vervuiling vormt meestal geen probleem bij dagelijkse profilering of steekproefsgewijze controle, maar alleen bij langdurig gebruik. Voor continu gebruik kunnen aangroeiwerende accessoires worden toegevoegd, zoals Eureka’s universele wissersysteem en kopergaas sensorbescherming.