INNOVATIVE MESSTECHNIK IN DER WASSERWIRTSCHAFT ...

Aufbau und Konzept der Messstationenintegriertes Messnetz basierend auf verteilten intelligenten Subsystemen konnten nichtrealisiert werden.3.3 VERWENDETE MESSVERFAHREN3.3.1 AMMONIUM- UND NITRATMESSUNG MIT IONENSENSITIVEN (ISE) SONDENIonensensitive Sonden arbeiten nach dem potentiometrischen Messprinzip. DieMesselektrode ist mit einer speziellen Membran bestückt, die spezifische Ionenreversibel binden kann. Die Referenzelektrode, hat ein konstantes Potential gegenüberdem Messmedium. Aufgrund der wechselnden Aktivität des zu messenden Ions imMedium ergibt sich eine Variation der Potentialdifferenz zwischen Mess- undReferenzelektrode, die ausgewertet wird.In Tabelle 1 sind wichtige Eigenschaften von ISE-Sensoren zusammengefasst. DieSonden weisen einen sehr großen Messbereich auf, müssen jedoch immer für diejeweilige Anwendung kalibriert werden. Manche Messelektroden zeigen im unterenMessbereich ein nichtlineares Verhalten; wird immer in diesem Konzentrationsbereichgemessen, so sollte eine Mehrpunktkalibrierung durchgeführt werden. Eine detaillierteBeschreibung der Grundlagen der ionensensitiven Messung findet sich in Honold(1991).Tabelle 1: Grundsätzliche Eigenschaften von ionenselektiven (ISE) SensorenSensortyp Ammonium Nitrat Kalium *) Chlorid *)Messbereich 0.1 – 1,000 mg NH4-N/l 0.2 - 7,000 mg NO3-N/l 0.1-10,000 mg K/l 0.2-10,000 mg Cl/lEmpfindlichkeit 0.1 mg NH4-N/l 0.1 mg NO3-N/l 0.1 mg K/l 0.1 mg Cl/lNichtlinearer Bereich 0.1 – 1.0 mg NH4-N/l -- 0.1-1.0 mg K/l 0.1-5 mg Cl/lHauptstörionen / QuerempfindlichkeitKalium 1:(15-30) Chlorid 1:(100-300) Ammonium 1:120 Bromid 1:1Natrium 1:1300 Bromid 1:28 Natrium 1:2000 Jodid 20:1*) Störionen -- Jodid 20:1 -- --Das Messprinzip der ionensensitiven Sonden bedingt eine Querempfindlichkeit auf sogenannte Störionen. Das sind Ionen, die sich wie die Messionen an die Messmembranbinden und damit eine Potentialdifferenz zwischen Referenz- und Messelektrodeverursachen, die in keinem Zusammenhang zur Aktivität der Messionen steht.Beispielsweise ist für die Ammoniummessung das wichtigste Störion Kalium – mit einerQuerempfindlichkeit von 1:15-30; d.h. 15 mg K /l verursachen eine gleich großePotentialdifferenz wie 1 mg NH4-N /l.Bei der Kalibrierung wird mit dem rohen Messsignal auch der aktuelle Einfluss derStörionen miterfasst und damit automatisch kompensiert. Negativ auf die Messungwirken sich somit nur die Schwankungen der Konzentration der Störionen gegenüberdem Zeitpunkt der Kalibrierung aus. Wesentlich für die Stabilität der Messung ist daherdie Schwankungsbreite der Konzentration der Störionen im Verhältnis zur Konzentrationdes Messions.ISE-Sonden können als Ein- oder Mehrkanalsonden ausgeführt sein. Abbildung 1 zeigtein Beispiel einer Zweikanal-ISE-Sonde, d.h. die Sonde kann zwei MesselektrodenEndbericht IMW Seite 11