Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai

67

Robotanalizátor(RWA) alkalmazási lehetőségei a vízminőség ellenőrzés területén - különös tekintettel az ortofoszfát koncentráció monitorozására

Pintér Balázs1, Guba Sándor1, Kovács Zsófia1, Kovács Szilárd2, Futó Petra2, Rédey Ákos1 'Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Környezetmérnöki Intézeti, 8200. Veszprém, Egyetem u. 10.

2Combit Számítástechnikai Zrt. 1145. Budapest, Újvilág u. 50-52.

Kivonat: Munkánk egy online automata vízvizsgáló műszer (Robotic Water Analyser - RWA) alkalmazhatóságának és lehetőségeinek feltérképezésére irányult. A felszíni vizek általános kémiai szennyezői közül, az eutrofizáció egyik legfőbb forrására az ortofoszfát mennyiségének meghatározására irányultak. Az RWA egy spektrofotometrián alapuló mérőeszköz, mely a vizsgálatokat képes rövid i- dő alatt elvégezni, emberi felügyelet nélkül. Méréseinket egy szennyvíztisztító telep tisztított szennyvizéből, illetve élővízből vett mintákon végeztük. Az RWA-val valamint ezzel párhuzamosan szabványos módszerekkel is elvégeztük a méréseket, majd az eltérések figyelembevételével hitelesítettük az RWA-val kapott eredményeket. Az RWA segítségével képesek lehetünk online, gyors és rendszeres vízminőségi állapotfelmérésre.

Kulcsszavak on-line vízminősítés, Robot Analizátor (RWA), ortofoszfát-P meghatározás.

Bevezetés

Amióta Magyarország törvénybe iktatta az Európai Unió Víz Keretirányelvét (2000/60/EK), az elmúlt időszakban egyre nagyobb figyelem irányul víztesteink állapotára (VG- T, 2010). Az egyre kitolódó határidők, azt mutatják, hogy rendkívül problémával terhelt feladat az egyes országok vizeinek jó ökológiai és kémiai állapotra hozatala. Ezen folyamatok egyik szegmense, az eutrofízáció visszaszorítása.

Az eutrofízáció kialakulásában szerepet játszhat az éghajlat, a vízhozam, a vízminőség, a morfológiai adottságok, és a tápanyaggal való ellátottsága. Ezek közül az eutrofizá- ció egyik leginkább limitáló tényezője a foszfátban való ellátottság (Corell et al, 1999). Mivel ez a komponens létfontosságú tápanyaga a növényeknek, jelen esetünkben vízi növényeknek, algáknak, fitoplankton szervezeteknek, és ezek túlzott elszaporodását eredményezi, és veszélyezteti a többi vízi szervezet életműködését, a víz higiéniáját, és akár még a turizmust is képes befolyásolni.

Az ortofoszfát mennyiségét több oldalról is próbálják szabályozni, egyes kutatások a foszfát alapú detergensek kiváltásán munkálkodnak (CEEP, 2007), míg mások viszont a foszfát tartalmú műtrágya jobban meggondolt kihelyezése mellett kampányolnak. A legelfogadottabb és hatásosnak is mutatkozó szabályozások az egyik elsődleges terhelőben - a kommunális szennyvizekben - igen nagy koncentrációban megtalálható foszfáttartalom csökkentésére irányulnak (Conor et al, 2005; Simon et al, 2002).

Az európai szabályozás átvételével nálunk is hatályba lépett, hogy a kommunális szennyvíz, befogadóba való bevezetése csak megfelelő tisztítási hatásfokkal lehetséges, kiemelt figyelemmel a védett területeken és a 10.000 LE (la- kos-egyenérték)-et meghaladó városok szennyvíztisztítóira nézve. Ezen a téren az egyik legmeghatározóbb a települési szennyvízkezeléséről szóló 1991/271/EGK irányelve.

Mindezek következményeképp az on-line mérőrendszerek és eszközeik elterjedése egyre nagyobb teret hódít.

Anyag és módszer

A méréseket automata víz analizátorral (Robotic Water Analyser - RWA) végeztük. Ez a műszer fotometrikus elven működik. Az RWA felépítését az 1. ábra szemlélteti.

A folyadékok mozgatásáról egy perisztaltikus pumpa gondoskodik, így nincs szükség mágneses szelepekre, vagy belső csőkapcsolatokra.

Az analizátor fő egysége a multifúnkciós pipetta. Ebbe az egységbe érkezik a minta, a reagens és később a mosófolyadék is. Itt történik a vizsgálat során a minta átvilágítása a fejben található piros, zöld és kék R(red)G(green)B(blue)- LED-ek segítségével a megfelelő hullámhosszon, és a detektálása a fényintenzitás változásnak (Combit, 2011).

A mérés programozható, így szabvány szerinti és a felhasználó által kifejlesztett módszerek is használhatók.

/. ábra: Az RWA felépítése (Combit, 2011)

Az ortofoszfát méréséhez szükséges ammónium-metava- nadát (sárga színű reagens), mely foszfáttal való reakció során egyenes arányosan a sárga színét elveszíti. Ezt a színvesztést fotometrálással mérhetjük.

Első lépésként, felvettük a kalibrációt a pontos eredmények számítása végett. Az RWA szoftveresen kétpontos kalibrációra alkalmas. Első referencia oldatként desztillált vizet, míg második referencia oldatként 2 mg P/l-es Na3P04 oldatot helyeztünk az RWA alá. A sikeres visszamérést követően elkezdtük a minták vizsgálatát.

Az RWA-val végzett mérés folyamat: felszívja, a beprogramozott minta mennyiséget, majd megméri a háttér ab- szorbanciát, ezt követően felszívja a mérési módszerben meghatározott reagens mennyiségét. Az alkalmazott recep- túra alapján 45°C-ra felfüti a multifunkciós pipetta reakció terét. A várakozási idő 99s, ami után megtörténik a spektrum felvétele (Combit, 2011). A fényintenzitás változása és a kalibráció segítségével számítja a szoftver az ortofoszfát- P koncentrációját.

A kapott eredmény validálása érdekében párhuzamosan a mintából szabvány szerint (MSZ 448-18:1977, MSZ EN 1189:1998) is meghatároztuk az ortofoszfát-P koncentrációját. Ennél a vizsgálati módszernél a reagens savas közegű ammónium-heptamolibdenát. Mivel a szabvány 2 mg P/l illetve 0,8 mg P/l koncentrációig alkalmazható a nagyobb koncentrációk esetében hígítást alkalmaztunk. A méréshez SpectroDirect típusú spektrofotométert használtunk.

A kutatási feladatban vizsgáltuk az RWA ortofoszfát-P meghatározási módszerének használhatósági tartományát, illetve a folyamatos automatikus mérések során egy adott mintára számított koncentráció tartását.

Az RWA több analizátor mellett a SZETIKO projekt (GOP-2008-1.3.1/B.) keretében beépítésre került egy mobil mérőkonténerbe, amely a Várpalotai szennyvíztisztító telepre került kihelyezésre. A projekt során két hetet felölelő