Troebelheidssensor: Waterkwaliteitsonde

Waarom troebelheid meten?

Troebelheid is een indicatie van de hoeveelheid licht die door een waterkolom gaat. Helder water heeft een lage troebelheid; water met veel gesuspendeerde vaste stoffen heeft een hoge troebelheid.

Troebelheid wordt om verschillende redenen gemeten. Ten eerste is troebelheid een grove indicator voor de esthetische waarde van een waterlichaam – een rivier met een hoge troebelheid ziet er modderig en verkleurd uit. Hoge troebelheid is een belangrijke reden voor een TMDL-lijst.

Ten tweede zorgt een lage troebelheid voor een maximale transmissie van het zonlicht dat nodig is voor fotosynthetische productiviteit – heldere meren zullen een hogere biologische productiviteit hebben omdat een minimum aan zonlicht wordt tegengehouden door zwevende deeltjes.

Ten derde vermindert een hoge troebelheid het vermogen van hogere levensvormen, zoals vissen, om te foerageren en zich voort te planten. Aan de andere kant maakt een lage troebelheid kleinere vissen meer vatbaar voor predatie.

Veranderingen in de troebelheidstrends op lange termijn kunnen wijzen op de noodzaak van meer gedetailleerd chemisch onderzoek van het water en de verontreinigingsbronnen.

Hoe wordt troebelheid gemeten?

In natuurlijke wateren wordt troebelheid meestal gemeten met een optische sensor volgens de ISO 7027-norm – de hoeveelheid licht die door zwevende deeltjes in een hoek van 90 graden ten opzichte van een infrarode lichtstraal wordt verstrooid. In zeer schoon water wordt weinig licht verstrooid en is de turbiditeitsmeting laag. In troebel water wordt veel licht verstrooid door zwevende deeltjes en is de troebelheidswaarde hoog.

Er zijn minstens vijf problemen met troebelheidsmetingen:

• Troebelheid heeft geen analytische definitie, dus er is geen manier om vast te stellen of een troebelheidsmeting “correct” is.
• Er is een aanzienlijke speelruimte in de ISO 7027 ontwerpspecificatie, dus zelfs sensoren die voldoen aan ISO 7027 kunnen verschillende waarden geven.
• Er zijn verschillende manieren om de sensoroutput te lineariseren, waaronder het afstemmen op de Hach 2100 turbidimeter, het afstemmen op verdunningen van formazine en het afstemmen op verdunningen van polymeer-korrelstandaarden.
• Er zijn verschillende kalibratieoplossingen, waaronder formazine, polymeerkorrels en een paar aangepaste oplossingen geformuleerd door individuele fabrikanten.
• Er zijn een dozijn of meer eenheden voor het meten van troebelheid, waaronder NTU (nephelometrische troebelheidseenheid), FTU (formazin troebelheidseenheid), NTMU (nephelometrische troebelheid multibeam eenheid), FAU (formazin verzwakkingseenheid) en FNU (formazin nephelometrische eenheden) etc., die vergelijkingen van troebelheidsdatabases bemoeilijken.

De meeste multiparameterinstrumenten gebruiken ISO 7027 en rapporteren in FNU’s of NTU’s. Er is nog een andere techniek, genaamd optische backscatter, die soms wordt gebruikt in plaats van de ISO 7027, omdat hiermee troebelheden tot 7000 NTU of meer kunnen worden gemeten, terwijl de ISO 7027-sensor beperkt is tot ongeveer 3000 NTU.

Troebelheid maakt gebruik van een tweepuntskalibratie; één punt is nul (troebelheidsvrij water) en het andere punt moet een standaard zijn die de troebelheid benadert van het water dat u van plan bent te monitoren. Tijdens de ijking moet ervoor worden gezorgd dat externe effecten tot een minimum worden beperkt en dat er voldoende ijkstandaard is om het “optische volume” van de sensor te dekken – stel je een tennisbal voor die op het uiteinde van de sensor is geplakt; zorg ervoor dat er zich niets in het volume bevindt dat door die bal wordt vertegenwoordigd, behalve de ijkoplossing.

Solinst Eureka beveelt zowel kalibratieoplossingen met polymeerkorrels als formazine-standaards aan.