Trübung


Neben dem Verblockungsindex SDI ist die Trübung der Hauptindikator zur Charakterisierung eines Wassers innerhalb der industriellen Wasseraufbereitung. Dies gilt sowohl für die Qualität des Rohwassers als auch für die Qualität des Filtrats und Permeats. Nach DIN EN 27027 ist Trübung als Verringerung der Durchsichtigkeit einer Flüssigkeit, verursacht durch die Gegenwart ungelöster Substanzen, definiert. Durch die ungelösten Stoffe wird eingestrahltes Licht gestreut, und die Flüssigkeit verliert ihre Durchsichtigkeit. Sie erscheint milchig bzw. trübe. Das bei der Trübungsmessung eingestrahlte Licht trifft auf Feststoffteilchen und wird in Abhängigkeit der Art und Weise des Auftretens gestreut. Falls das Licht beim Weg durch die Flüssigkeit auf kein Teilchen trifft, findet keine Lichtstreuung statt. Aus der Streuung des Lichtes lassen sich die möglichen Messprinzipien für eine Trübungsmessung ableiten. Man unterscheidet zwischen der Messung der durchgehenden Lichtstrahlung (Durchlichtschwächung, Transmissionsmessung) oder der Messung der im 90° Winkel gestreuten Strahlung (Nephelometrische Messung), auf die im folgenden ausschließlich eingegangen werden soll.

Bei der nephelometrischen Messung wird das Streulicht im 90° Winkel gemessen. Der Messaufbau eignet sich idealerweise für niedrige Trübungswerte. In Bezug auf die verwendete Lichtquelle gibt es bei den europäischen Normen  (DIN EN 27027 und ISO 7027), den amerikanischen Standard Methods 2130 B und den USEPA Unterschiede. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes liegt in einem Bereich von ca. 400-700 nm. Ein Stoff erscheint farbig, wenn er in der Lage ist, Licht aus diesem Wellenbereich zu absorbieren. Apfelsaft erscheint gelblich, weil er Licht im Bereich von 400 nm absorbiert. Falls die Trübungsmessung nun mit Licht der Wellenlänge 400 nm durchgeführt würde, wäre das Ergebnis um den absorbierten Anteil verfälscht. Zur Minimierung bzw. Vermeidung dieses Effekts gibt es zwei Möglichkeiten /26/. Diese Möglichkeiten beziehen sich auf die einzusetzende Lichtquelle.

In Europa wird Licht im Infrarotbereich von 860 nm verwendet. Dies hat den Vorteil, dass eine eventuelle Probenfärbung nicht störend wirkt. In diesem Wellenbereich streuen kleinste Partikel schwächer. Somit ist die Empfindlichkeit gegenüber Kleinstpartikeln deutlich geringer als im sichtbaren Bereich des Lichtes. In den USA werden Wolframlampen verwendet, die das gesamte Lichtspektrum liefern. Somit wird die Trübungsmessung durch Probenfärbungen in dem Bereich beeinflusst, in welchem die Färbung absorbiert. Allerdings ist dadurch nur ein Teil des eingestrahlten Lichtes betroffen. Vorteil dieser Lichtquelle ist die höhere Empfindlichkeit bei kleineren Partikeln.

Die Namensgebung der Maßeinheiten ist unterschiedlich. So entspricht die Maßeinheit NTU (nephelomeometric turbidity units), die von der Meßmethode aus definiert wurde, den Angaben der Standard Methods 2130 B. Die Bezeichnung FTU ist von der Kalibrierlösung Formazin abgeleitet (formazin turbidity units). Die Kalibrierlösung war früher als Namensgeber für die Maßeinheit der Trübung verantwortlich. Messungen auf Basis der Euronorm EN  27027 beruhen ebenfalls auf nephelometrischen Messungen mit Formazin-Kalibriersuspension. Die Nephelometer müssen aber eine Infrarotlichtquelle besitzen. Die entsprechende Maßeinheit ist dann FNU. NTU und FNU sind damit nur für die probenunabhängigen Kalibriersuspensionen zwangsläufig wertgleich.

Die Trübungswerte für Trinkwasser liegen in der Regel zwischen 0,02 und 0,5 NTU. Der NTU Wert 0,02 ist der kleinste physikalisch messbare Trübungswert. Dieser Wert des reinen Wassers ist bedingt durch den Einfluss der Wassermolekühle auf Licht. Er beruht damit streng genommen nicht auf einer Trübung im eigentlichen Sinn, sondern auf nicht unterdrückbaren physikalischen Eigenschaften.

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