Optiske sensorer for lysere lys: Overvåking av vannkvalitet

Hvorfor vil jeg måle optiske blekemidler?

Optiske blekemidler (OBA) eller fluorescerende blekemidler (FWA) tilsettes produkter, for eksempel vaskesåper, vaskemidler eller rengjøringsmidler. Stoffer eller materialer absorberer OBA under vaske- eller rengjøringsprosessen. Når de belyses med ultrafiolett lys, blir de fluorescerende og får produkter og tekstiler til å se lysere ut.

Avløpsvann fra klesvask er den største bidragsyteren av blekemidler til avløpsvann. De fleste tekstilvaskemidler inneholder mindre enn 0,5 % FWA eller OBA i det totale volumet, men en stor andel (5-80 %) kan forbli i avløpsvannet som oppløste forbindelser (molekylære). Tilstedeværelsen av blekemidler i vannsystemer som avløpsvannet slippes ut i, kan bety sviktende septiksystemer, kloakklekkasjer eller fullstendig mangel på vannbehandling. Påvisning av optiske blekemidler i vannsystemer kan derfor hjelpe vannkommuner eller forskere med å rette opp systemfeil og unngå økte menneskeskapte tilførsler som kan ha stor innvirkning på økosystemene.

Studier har vist at det er en sammenheng mellom fluorescens av blekemidler og nivået av fekale koliforme bakterier i vannmiljøer. Vannkvaliteten blir for tiden vurdert etter standarder for fekale koliforme bakterier av føderale, statlige og kommunale myndigheter. Offentlig tilgang til vannforekomster som innsjøer, elver eller strender som ikke oppfyller disse standardene, kan bli begrenset, noe som kan påvirke turismen og i siste instans den lokale økonomien. Hovedproblemet med å forebygge økte nivåer av fekale koliforme bakterier er at det ikke er mulig å fastslå kilden til forurensningen (menneskelig/ikke-menneskelig). Avløpsvann fra klesvask slippes vanligvis ut gjennom husholdningens kloakk- eller septiksystem, og blekemidler er dermed en del av avløpsvannet. Korrelasjon mellom blekemidler og fekale koliforme bakterier kan gi verdifull informasjon som kan hjelpe forskere med å avgjøre om forurensningskilden kan tilskrives menneskelig avfall.

Lysemidler er svært utsatt for adsorpsjon. De fjernes fra overflate- og grunnvann ved adsorpsjon til jord og organisk materiale. Dette gjør det også mulig for forskere å vurdere effektiviteten av naturlig rensing av avløpsvann ved å bestemme konsentrasjonen av blekemidler i grunn- eller overflatevann

Hvordan måles optiske blekemidler?

Optiske blekemidler, eller fluorescerende blekemidler (FWA i vaskemiddelindustrien), er forbindelser som eksiteres (aktiveres) av bølgelengder i det nær-ultrafiolette (UV) området (360 til 365 nm), og deretter avgir lys i det blå området (400 til 440 nm). Elektroner i fluorescerende molekyler eksiteres til en høyere energitilstand ved absorpsjon av lys, og avgir deretter en liten mengde varme pluss fluorescens når elektronene går tilbake til grunntilstanden. Fluorescensen fra den andre eksiterte tilstanden måles av Eurekas OBA-fluorometer og omregnes til ppb OBA opp til 2500 ppb.

Hva bør jeg vite om måling av optiske blekemidler i felten?

Solinst Eurekas Optical Brightener-sensor har et stort dynamisk område (>5000 ppm), noe som gjør at den kan brukes i de fleste vannmiljøer, og den høye oppløsningen øker nøyaktigheten. MantaPlus med Optical Brightener-sensor kan brukes i studier for å lokalisere spesifikke steder der avløpsvannsystemer på stedet kan komme inn i elver eller andre vannveier. Multiparametersonder med OBA-sensorer kan brukes til kontinuerlig overvåking eller til enkeltstående prøvetaking. Fluorometriske bestemmelser av konsentrasjoner av lysstoff i naturlige vannprøver har vært nyttige for å finne kilder til avløpsvann og fekal koliform forurensning i forbindelse med helseundersøkelser, samt i generell forskning.

Begroing er det største problemet for fluorescenssensorer. Ethvert fremmedlegeme som samler seg på sensorens aktive overflate, vil enten redusere mengden lys som sendes ut eller mottas, eller begge deler. Og noen ganger kan fremmedlegemet gi et falskt signal ved å fluorescere ved samme bølgelengde. Begroing utgjør vanligvis ikke noe problem ved profilering eller stikkprøver i forbindelse med daglige undersøkelser, men bare når sensoren brukes over lengre perioder. For kontinuerlig bruk kan det legges til tilbehør som forhindrer begroing, for eksempel Eurekas universelle viskersystem og sensorbeskyttelse i kobbernett.