Directe bepaling van opgelost zuurstof in het veld mbv

Directe bepaling van opgelost zuurstof in het
veld m.b.v. Luminescence Oxygen Sensor
Jeannet Huizenga, Erik van der Klok, Jeroen Schelhaas
Waterschap Hunze en Aa’s, Laboratorium Assen
Inleiding
Bij het Waterschap Hunze en Aa’s wordt de traditionele elektrochemische sensor in steeds meer gevallen vervangen door de Luminescence Dissolved Oxygen (LDO) sensor. Bij de continue analyse
in RWZI’s, maar ook bij veldanalyses waarbij de sensor gekoppeld
is aan een Getac-veldcomputer (zie figuur 5) en in de toekomst
mogelijk bij de BZV-bepaling.
Luminescence Oxygen Sensor
In tegenstelling tot de traditionele methodes (titratie en electrochemisch), wordt bij luminescentie bepaling geen zuurstof verbruikt
tijdens de analyse. Principe van de sensor is gebaseerd op de absorptie en emissie van licht. De sensor bestaat uit 3 onderdelen:
een lichtbron, membraan en detector (figuur 1).
Figuur 5 : LDO aangesloten aan Getac-veldcomputer
Resultaten
De LDO is succesvol ingezet bij continue bepaling van zuurstof in
RWZI’s. Verder heeft de LDO t.o.v. electrochemische methodes
een grotere juistheid (figuur 6) en is het robuuster. Door slijtage
van electroden geven electrochemische bepalingen na verloop van
tijd te hoge waardes (zie figuur 7). LDO blijft wel stabiel, terwijl
er minder onderhoud en kalibratie nodig is.
Figuur 1 : Schematisch overzicht LDO sensor
Het gebruikte membraan, (Ru[dpp(SO3Na)2]3)Cl2 (figuur 2) absorbeert blauw en exciteert rood licht (figuur 3).
Wanneer het membraam in contact komt met zuurstof, neemt de
intensiteit van de excitatie af en wordt het geabsorbeerd licht sneller
geëxciteerd. Hierdoor kan op twee manieren de concentratie van
zuurstof bepaald worden. Het meten van de intensiteit van het
geëxciteerd licht, of de snelheid van excitatie. In tegenstelling tot
elektrochemische methodes heeft vervuiling en veroudering geen
invloed op de snelheid van excitatie.
Figuur 2 : Chemische structuur membraam
Figuur 3 : Absorptie en emmisie membraam
Figuur 6 : Vergelijking juistheid methodes
Figuur 7 : Verschil tussen electrochemisch
(blauw) en LDO meting na verloop van tijd.
Conclusie
De voordelen van de optische sensor ten opzichte van de electrochemische cel zijn:
I Hogere juistheid bij snellere responstijden.
I Geen verbruik van het analyt, minder onderhoud nodig en
analyse in stilstaand water mogelijk.
I Minder vaak kalibratie vereist en geen last van interferende
componenten (H2S, zware metalen)
Grootste probleem is het ontbreken van referentiemethodes voor
de analyse in het veld en laboratorium. ISO is bezig met een ontwerpnorm (ISO CD 17289), waardoor dit probleem in de toekomst
opgelost wordt.
Aanbevelingen
Ontwikkeling en acceptatie van een NEN-norm voor de analyse
van zuurstof met optische sensor in het veld.
I In de referentiemethode voor de BZV bepaling ook de LDO
toestaan naast de electrochemische cel.
I
Figuur 4 : Onder: LDO-sensor, boven: EGV met temperatuursensor, rechts: pH-sensor
Waterschap Hunze & Aa’s, Laboratorium Assen
[email protected]
www.hunzeenaas.nl