Fluorescein-sensorer: Övervakning av vattenkvalitet

Varför skulle jag vilja mäta Fluorescein?

Fluorescerande färgämnen som Fluorescein tillsätts ofta i vattensystem för att ge data om vattenflöde och vattenhastighet. Förutom att spåra föroreningar kan studier av färgämnen ge användbar information för modellering av yt- och grundvattensystem. Fluorometrar gör det möjligt för forskare att mäta extremt låga koncentrationer av färgämnen. Med extrem känslighet och instrumentflexibilitet kan forskarna få fram kraftfulla data som potentiellt skulle kunna missas om man använde mindre känsliga metoder.

Fluorescein var det första fluorescerande färgämnet som användes för vattenspårning och används fortfarande för detektering med fluorometrar och för kvalitativa (visuella) studier av underjordisk förorening av brunnar. Fluorescein används för flödesmätningar och studier av cirkulation, spridning och plymer, och kan även användas för maskering, studier av hydrauliska modeller och studier av underjordiskt vatten.

Hur mäts fluorescein?

Solinst Eurekas Fluorescein-sensor är en fluorometrisk sensor. Fluorescens uppstår när en molekyl absorberar ljusenergi vid en våglängd och sedan avger den energin vid en annan våglängd. Fluorometriska sensorer sänder ut ljus med en viss våglängd och letar efter en mycket specifik, annan våglängd i gengäld.

Det finns många olika varianter av fluoresceinfärgämne och varje förening ger något förskjutna excitations- och emissionsmaxima. Dessa små förskjutningar bör dock inte påverka den signal som detekteras av fluorometern i någon större utsträckning, särskilt om den förening som används i studien är samma förening som används för att kalibrera ditt instrument.

Solinst Eureka Fluoresceinsensorn är konfigurerad för att rapportera direkt proportionellt mot koncentrationen av färgämnet i provet, upp till 500 miljarddelar (500 µg/L). Relativa fluorescensavläsningar, färgämneskoncentrationer, utspädningsfaktorer, färgämnets transporttid och andra parametrar ger värdefulla data som används för att dra slutsatser om det vattensystem som studeras.

Vad bör jag veta om fluoresceinmätning i fält?

Färgspårämnen är föreningar som används för mätning, kartläggning och övervakning av vattensystem. Spårämnen används för att mäta vattenflöden, studera och modellera yt- och grundvattensystem, spåra föroreningar i nödsituationer, upptäcka läckage och mäta tankars uppehållstid. Fluorescerande spårämnen som fluorescein väljs eftersom de är kostnadseffektiva och enkelt och exakt kan mätas på plats med en bärbar fältklar fluorometer.

Fluorescein avger en lysande grön fluorescens, som ger en utmärkt visuell eller fotografisk kontrast mot de bakgrunder som normalt förekommer i studier av vattentransport. Därför är det lätt att visualisera hur ett experiment fortskrider. Det är mer estetiskt än de röda färgämnena. Detta är psykologiskt viktigt, särskilt i havsområden som utsätts för blomningar av vissa dinoflagellater, så kallat ”rött tidvatten”. Allmänhetens motstånd kan bli mindre om man använder ett färgämne som inte liknar rött tidvatten.

För många studier, rhodamin blivit det föredragna färgämnet framför fluorescein på grund av fluoresceins snabba nedbrytning i solljus. Dessutom har många naturligt förekommande fluorescerande material liknande egenskaper och stör därmed fluoresceinmätningen. Fluorescein är också mer pH-känsligt än rhodaminfärgämnen. Fluorescensen sjunker mycket kraftigt vid pH-värden under 5,5. För optimala resultat bör pH-värdet ligga mellan 6 och 10.

Påväxt är det största fältproblemet för fluorescenssensorer. Allt främmande material som ansamlas på sensorns aktiva yta kommer antingen att minska mängden utsänt eller mottaget ljus, eller båda. Påväxt utgör normalt inte något problem vid profilering eller stickprovskontroller för dagliga undersökningar, utan endast när sensorn används under längre perioder. För kontinuerlig användning kan tillbehör mot påväxt läggas till, t.ex. Eurekas universella torkarsystem och sensorskydd av kopparnät.