Grundsätze der Umweltanalytik in der Schule (ARTLAND-FROSCH 9/10)


Fehler bei der Erfassung der Messwerte führen schnell zu unbrauchbaren Daten, die sich dann naturgemäß nicht mehr sinnvoll auswerten lassen. Aus den langjährigen Erfahrungen der Messwerterfassung am Artland-Gymnasium ergeben sich die im folgenden abgedruckten Hinweise, die im Rahmen der Umweltanalytik an Schulen beachtet werden sollten. Dies gilt auch für die halbquantitative Datenerfassung, wie sie in der Schule bei der Erfassung vieler Parameter angewendet wird.

* Der Messbereich von Messgeräten und Reagenziensätzen muss den Bereich der an den Probestellen zu erwartenden Messwerte abdecken.
Beispiele: Zur Leitfähigkeitsmessung in Regenwasser reicht ein Messgerät, das bis zu 100 mS erfasst aus, während in Oberflächenwasser im Binnenland ein Gerät mit einem Messbereich bis etwa 2000 mS erforderlich ist. Nitratgehalte im Oberflächenwasser liegen in der Regel unter 10 mg/l, sodass hier zur Erfassung ein Reagenziensatz mit einem Messbereich zwischen 0 mg/l und 50 mg/l zweckmäßig ist, während die Verwendung von Nitratteststäbchen mit einem Messbereich bis 500 mg/l kaum sinnvoll ist. Sie können eventuell zur Untersuchung von Brunnenwasser genutzt werden.

* Messgeräte (pH-Meter, Sauerstoffmessgerät) sind vor jedem Messdurchgang, zum Beispiel einmal monatlich, zu eichen.
Hinweise: Die Eichlösungen müssen in Ordnung sein. Zur Eichung von pH-Messgeräten sind Pufferlösungen etwa folgender pH-Werte erforderlich: pH 4,0; pH 7,0; pH 9,0. Zur Eichung von Leitfähigkeitsmessgeräten benötigt man eine Prüflösung mit einer Leitfähigkeit von 1413 mS. Die Batterien oder Akkus in Messgeräten müssen einen ausreichenden Ladungszustand aufweisen. pH-Elektroden und pH-Sticks müssen in 3 molarer KCl-Lösung aufbewahrt werden.

* Reagenziensätze sind ebenfalls vor jedem Messdurchgang zu eichen.
Hinweise: Zur Eichung benötigt man Eichlösungen bekannter Konzentration, die manche Anbieter von kolorimetrischen Tests ihren Reagenziensätzen als Checklösungen beifügen. Zeigt der Farbabgleich oder das Photometer bei der Überprüfung nicht die angegebene Konzentration der Eichlösung an, ist der Reagenziensatz unbrauchbar und sollten entsorgt werden. Um die Haltbarkeit von Reagenziensätzen zu erhöhen, muss man die Reagenziengefäße nach Gebrauch sofort wieder mit dem zugehörigen Deckel verschließen. Außerdem sollte man alle Reagenziensätze möglichst im Kühlschrank aufbewahren.

* Wasserproben müssen umgehend nach der Probenahme mit den dafür vorgesehenen und sorgfältig gereinigten Geräten untersucht werden.
Hinweise: Schon in wenigen Stunden verändern sich physikalische und chemische Parameter. Temperatur und Sauerstoffgehalt verändern sich bereits in Minuten, andere Parameter spätestens innerhalb einiger Stunden. Eine Kühlung der Proben verzögert diesen Prozess ein wenig. Die zur Untersuchung verwendeten Gefäße, Spritzen usw. müssen stets sorgfältig gereinigt werden und die Spritzenspitzen dürfen niemals vertauscht werden, da dies zur Veränderung der Tropfengröße und damit der zur Probe hinzugegebenen Chemikalienmenge führt. Bei zweifelhaftem Messergebnis ggf. Wiederholungsmessung!
* Fehler an Geräten, Chemikalien und Hilfsmitteln sind dem Fachlehrer sofort zu melden.

* Für eine sinnvolle Datenauswertung sind insbesondere Vergleichsmessungen über einen längeren Zeitraum oder an verschiedenen Probestellen zu empfehlen. Bei Vergleichsmessungen über einen längeren Zeitraum muss immer zur selben Tageszeit und an exakt demselben Ort gemessen werden.
Begründung: Manche Parameter wie Luft- und Wassertemperatur oder pH-Wert und Sauerstoffgehalt im Oberflächenwasser ändern sich im Tagesgang. Misst man also wöchentlich oder monatlich, so ist ein Vergleich der Werte nur bei Einhaltung eines bestimmten Messzeitpunktes sinnvoll. Ebenso sind Sauerstoffgehalte und andere chemische Parameter an der Oberfläche und in Bodennähe eines Sees oft sehr unterschiedlich, sodass hier eine immer genau gleiche Positionierung der Messelektrode erforderlich ist, um später die Werte mehrerer Messungen sinnvoll vergleichen zu können. Messfühler von Luxmetern müssen während der Messung genau waagerecht angeordnet sein. Eine leichte Neigung des Messfühlers oder dessen Beschattung durch eine Person führen zu starken Veränderungen der Messwerte.