Fluoresceinové senzory: Monitorování kvality vody

Proč chci měřit fluorescein?

Fluorescenční barviva, jako je fluorescein, se často přidávají do vodních systémů, aby poskytla údaje o výtoku a rychlosti vody. Studie sledování barviv mohou kromě sledování kontaminantů poskytnout užitečné informace pro modelování systémů povrchových a podzemních vod. Fluorometry umožňují výzkumníkům měřit velmi nízké koncentrace barviva. Díky extrémní citlivosti a flexibilitě přístroje mohou výzkumníci získat důležité údaje, které by při použití méně citlivých metod mohly být potenciálně opomenuty.

Fluorescein byl prvním fluorescenčním barvivem používaným pro sledování vody a stále se používá pro detekci pomocí fluorometrů a pro kvalitativní (vizuální) studie podzemního znečištění studní. Fluorescein se používá pro měření průtoku a cirkulace, disperze a studium plumů a lze jej také použít pro maskování, studium hydraulických modelů a studium podzemních vod.

Jak se fluorescein měří?

Fluoresceinový senzor Solinst Eureka je fluorometrický senzor. Fluorescence nastává, když molekula absorbuje světelnou energii o jedné vlnové délce a poté tuto energii vyzařuje o jiné vlnové délce. Fluorometrické senzory vyzařují světlo o určité vlnové délce a na oplátku hledají velmi specifickou, jinou vlnovou délku.

Existuje mnoho variant fluoresceinového barviva a každá sloučenina vytváří mírně posunutá excitační a emisní maxima. Tyto malé posuny by však neměly výrazně ovlivnit signál detekovaný fluorometrem, zejména pokud je sloučenina použitá ve studii stejná jako sloučenina použitá ke kalibraci vašeho přístroje.

Solinst Eureka Fluoresceinový senzor je konfigurován tak, aby hlásil přímo úměrně koncentraci barviva přítomného ve vzorku, a to až do 500 částic na miliardu (500 µg/l). Údaje o relativní fluorescenci, koncentraci barviva, faktorech ředění, době pohybu barviva a dalších parametrech poskytují cenné údaje, které se používají k vyvození závěrů týkajících se studovaného vodního systému.

Co bych měl vědět o měření fluoresceinu v terénu?

Dye tracery jsou sloučeniny používané k měření, mapování a monitorování vodních systémů. Stopaře se používají k měření průtoku vody, studiu a modelování systémů povrchových a podzemních vod, ke sledování kontaminantů v situacích nouzové reakce, k detekci úniků a k měření doby zdržení v nádržích. Fluorescenční stopovače, jako je fluorescein, se volí proto, že jsou cenově výhodné a snadno a přesně se měří přímo na místě pomocí přenosného fluorometru připraveného k použití v terénu.

Fluorescein vyzařuje zářivě zelenou fluorescenci, která poskytuje vynikající vizuální nebo fotografický kontrast proti pozadí, s nímž se obvykle setkáváme při studiu transportu vody. Proto je snadné vizualizovat průběh experimentu. Je estetičtější než červená barviva. To je psychologicky důležité zejména v oceánských oblastech, které jsou vystaveny kvetení některých dinoflagelátů, tzv. červeným přílivům. S menším odporem veřejnosti se může setkat použití barviva, které nepřipomíná červený příliv.

U mnoha studií, Rhodamin místo fluoresceinu, a to z důvodu rychlé degradace fluoresceinu na slunečním světle. Také mnoho přirozeně se vyskytujících fluorescenčních materiálů má podobné vlastnosti, a proto interferují s měřením fluoresceinu. Fluorescein je také citlivější na pH než rhodaminová barviva. Fluorescence velmi prudce klesá při hodnotách pH nižších než 5,5. Pro dosažení optimálních výsledků by se pH mělo pohybovat mezi 6 a 10.

Největším problémem fluorescenčních senzorů v terénu je zanášení. Jakýkoli cizí materiál, který se nahromadí na aktivním povrchu senzoru, buď sníží množství vyzařovaného nebo přijímaného světla, nebo obojí. Znečištění obvykle nepředstavuje problém při profilování nebo namátkové kontrole při denních průzkumech; pouze při dlouhodobém nasazení. Při nepřetržitém nasazení lze přidat příslušenství proti znečištění, jako je univerzální stírací systém Eureka a ochranný kryt senzoru z měděné síťoviny.