YSI 600R - Handbuch (Seite 271)

Funktionsprinzipien Abschnitt 5
WTW Bedienungsanleitung für Umweltüberwachungssysteme 5-13
(6) Um die größtmögliche Genauigkeit für den ROX optischen DO Sensor zu gewährleisten, empfiehlt
WTW, das Membran-Element nach 1 Jahr auszutauschen. Das Ersatzteil-Kit für die 6155 optische DO
Membran kann beim WTW-Kundendienst bestellt werden.
Für zusätzliche Informationen zur Anwendungdes 6150 ROX-Sensors für gelösten Sauerstoff, siehe
Anhang M dieses Handbuches.
5.10 NITRAT
Der Nitrat-Messkopf der Sonde besteht aus einer Silber-/Silberchlorid-Drahtelektrode in einer speziellen
Füll-Lösung. Die interne Lösung ist vom Probenmedium durch eine Polymer-Membran getrennt, bei der
eine selektive Interferenz mit Nitrat-Ionen auftritt. Wenn der Messkopf in Wasser eingetaucht wird, entsteht
über der Membran ein Potential, das von den relativen Nitratmengen in der Probe und der internen Füll-
Lösung abhängt. Dieses Potential wird in Relation zur Ag/AgCl-Referenzelektrode des pH-Messkopfes der
Sonde abgelesen. Wie bei allen ISEs ist die lineare Beziehung zwischen dem Logarithmus der
Nitrataktivität (bzw. Konzentration in verdünnter Lösung) und der beobachteten Spannung, gemäß der
Nernst-Gleichung, die Basis für die Bestimmung.
Unter idealen Bedingungen prognostiziert die Nernst-Gleichung eine Reaktion von 59 mV für jeden 10-
fachen Anstieg der Nitrataktivität bei 25°C. In der Praxis jedoch ist die empirische Kalibrierung der
Elektrode erforderlich, um die Neigung der Reaktion zu bestimmen. Typische Neigungen sind bei WTW-
Sensoren 53-58 mV pro Zehnerpotenz. Dieser Neigungswert wird durch die Kalibrierung mit zwei
Lösungen bekannter Nitratkonzentrationen (in der Regel 1 mg/l und 100 mg/l NO3-N) bestimmt. Die
Neigung des Logarithmus-Plots (Nitrat) im Verhältnis zur Spannung ist auch eine Funktion der Temperatur,
sie verändert ihren Wert bei der Kalibrierung um einen Faktor des Verhältnisses der absoluten Temperatur
bei der Kalibrierung zur absoluten Temperatur bei der Messung. Der Punkt, an dem sich dieser neue
Logarithmus-Plot (Nitrat) im Verhältnis zur Spannung mit dem Kalibrier-Plot schneidet, wird als
Isopotentialpunkt bezeichnet, d.h. der Punkt, an dem die Nitrat-Konzentration bei der
Temperaturänderungen keine Spannungsänderung zur Folge hat. Unsere Erfahrung mit ISEs hat gezeigt,
dass zur Erzielung größter Genauigkeit der Isopotentialpunkt empirisch festgestellt werden muss. Hierzu
setzt der Benutzer einen dritten Kalibrierpunkt, an dem die Spannung des niedrigeren Konzentrationsmaßes
bei einer Temperatur bestimmt wird, die mindestens 10°C von den ersten beiden Kalibrierpunkten
abweicht. Die Neigung, die Messwertverschiebung und der Isopotentialpunkt weichen langsam ab, und der
Messkopf sollte in regelmäßigen Abständen neu kalibriert werden.
Alle ionenselektiven Elektroden sind einer Wechselwirkung der Stoffe mit der Sensormembran
unterworfen, die den Eigenschaften des Analyten ähnlich sind. Das Chloridion beispielsweise wird auf
diese Weise an die Nitratmembran gebunden und erzeugt positive Nitratmesswerte, selbst wenn im Medium
kein Nitrat vorhanden ist. Glücklicherweise enthält das meiste Süßwasser in der Regel keine großen
Ionenmengen, die zu einer starken Beeinflussung der Nitratwerte führen, wie z.B. Azid, Perchlorat und
Nitrit. Es enthält jedoch gewöhnlich einige Chlorid- und Karbonationen, aber die Beeinflussung durch
diese Ionen ist relativ gering. Wenn beispielsweise der gesamte Ionengehalt von Wasser mit einer
Leitfähigkeit von 1,2 mS/cm (Sal = 0,6) auf das Vorhandensein von Natrumchlorid zurückzuführen wäre,
würde der Nitrat-Messwert fälschlicherweise um ca. 1,6 mg/l zu hoch angezeigt werden. Wenn die
Leitfähigkeit in dieser Probe insgesamt auf Natriumbikarbonat zurückzuführen wäre, würde der
Sensorausgang das Vorhandensein von nur 0,2 mg/l nicht-existierenden Nitrats von der Interferenz
anzeigen.
Selbst wenn die Beeinflussung durch Chlorid relativ gering und bei niedriger Salinität tolerierbar ist,
erzeugen große Mengen dieses Stoffes in Salz- oder Brackwasser so starke Interferenzen, dass der Sensor
für diese Medien unbrauchbar wird.