Ausgerüstet mit unserer Aqua-Sensor-Box können interessierte Personen die Wasserqualität von Oberflächengewässern durch die Messung ausgewählter Parameter bestimmen. Die erzielten Messwerte werden zusammen mit Geolokalisierungsdaten und lokalen Wetter- und Standortinformationen an einen zentralen Server übermittelt. Die Ergebnisse können auf einer interaktiven Karte verfolgt werden.
Die Technik der Aqua-Sensor-Box ist im Low-Cost-Bereich angesiedelt und im Vergleich zu hochpreisigen Geräten und Ausstattungen für Bürger, Vereine, Jugendgruppen und andere Interessierte finanziell erschwinglich. Sie liefert dennoch brauchbare Messergebnisse, die nahe an den Ergebnissen professioneller Messungen liegen. Die Handhabung ist einfach und auch für Laien durchführbar.
Die mit der Aqua-Sensor-Box generierten Messdaten werden in einem zentralen Datenpool gesammelt. Aus diesen Daten werden mittels generativer künstlicher Intelligenz Aussagen zur Beurteilung und Einstufung der Gewässerqualität getroffen. Die Messdaten der Aqua-Sensor-Box werden mit Daten von stationären Messstellen, Messungen verschiedener Projektgruppen und sogar Daten von Sentinel-Satelliten kombiniert.
Sensorik
Die Qualität von Oberflächengewässern kann über die Messung verschiedenster Parameter (z.B. Temperatur) und der Menge von im Wasser gelösten Stoffen (z.B. Salz) bestimmt werden. Im Mittelpunkt der Beurteilung stehen dabei Kriterien zur Wasserqualität die einem guten Ökologischen Standard entspreche. Dem entsprechend wurde die Auswahl der Sensoren getroffen.
Temperatur
Die Messung der Wassertemperatur ist von zentraler Bedeutung für die Bewertung der Wasserqualität, da sie nicht nur direkte Informationen über die Temperatur des Wassers liefert, sondern auch für die Bestimmung anderer wichtiger Parameter unerlässlich ist. Ein Temperatursensor wird verwendet, um diese Messung durchzuführen.
Das hier eingesetzte Wasserthermometer basiert auf einer elektrischen Wiederstandsmessung. Es hat einen Messbereich von -50 bis +110°C und ist komplett wasserdicht. Mit einer Genauigkeit von 0,5% liefert es präzise Ergebnisse, die für eine fundierte Bewertung der Wassertemperatur unerlässlich sind.
Die gemessene Wassertemperatur ist nicht nur für die Bestimmung der Temperatur allein wichtig, sondern ist auch für die Bestimmung anderer Parameter wie der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers notwendig. Zudem kann aus der Temperatur auch auf den Sauerstoffgehalt im Wasser geschlossen werden, da die Temperatur einen signifikanten Einfluss auf die Lösungsfähigkeit von Sauerstoff im Wasser hat. Somit ist die genaue Messung der Wassertemperatur von entscheidender Bedeutung für eine umfassende Bewertung der Wasserqualität.
Spezifische elektrische Leitfähigkeit
Die Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit ist ein wichtiger Parameter zur Bewertung der Wasserqualität. Das hierfür verwendete Instrument ist der Gravity Analog Electrical Conductivity Sensor. Durch die genaue Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit können wichtige Informationen über die Zusammensetzung und den Zustand des Wassers gewonnen werden.
Gravity Analog Electrical Conductivity Sensor ist ein präzises Instrument, das speziell für die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser entwickelt wurde. Durch seine hochwertigen Sensoren und seine innovative Technologie liefert er genaue und zuverlässige Messergebnisse.
Die Funktionsweise dieses Sensors basiert auf der Messung des elektrischen Widerstands des Wassers. Wenn gelöste Ionen im Wasser vorhanden sind, steigt die elektrische Leitfähigkeit, da die gelösten Ionen den elektrischen Strom besser leiten können. Der Sensor erfasst diese Veränderungen des elektrischen Widerstands und wandelt sie in präzise Messwerte um. Der Gravity Analog Electrical Conductivity Sensor ist einfach zu bedienen und kann sowohl in Laboratorien als auch im Feld eingesetzt werden.
Durch die genaue Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit können wichtige Informationen über die Zusammensetzung und den Zustand des Wassers gewonnen werden. Dies ist entscheidend für die Bewertung der Wasserqualität und für den Schutz von Ökosystemen und menschlicher Gesundheit. Der Gravity Analog Electrical Conductivity Sensor ist somit ein unverzichtbares Werkzeug für die Umweltüberwachung und -forschung.
ph-Wert
Für die Messung des ph-Wertes wird der H-101 pH-Temperatursensor eingesetzt. Die Funktionsweise dieses Sensors basiert auf einem elektrochemischen Verfahren. Der Sensor besteht aus einer pH-Elektrode und einem Temperatursensor, die eng miteinander verbunden sind. Die pH-Elektrode erzeugt eine elektrische Spannung, die proportional zum pH-Wert des Wassers ist. Der Temperatursensor korrigiert diese Messung entsprechend der Wassertemperatur, da der pH-Wert temperaturabhängig ist.
Die genaue Messung des pH-Wertes ist entscheidend für die Bewertung der Wasserqualität, da der pH-Wert Einfluss auf chemische Reaktionen, den Nährstoffgehalt und die Lebensbedingungen von aquatischen Organismen hat. Der H-101 pH-Temperatursensor ist daher ein unverzichtbares Werkzeug.
Trübung
Die Messung der Wassertrübung ist wichtig, da trübes Wasser nicht nur ein ästhetisches Problem darstellt, sondern auch auf potenzielle Umweltverschmutzung, Sedimentablagerungen oder biologische Aktivitäten hinweisen kann. Darüber hinaus beeinflusst die Trübung die Lichtdurchlässigkeit des Wassers, was wiederum das Wachstum von Wasserpflanzen und die Lebensbedingungen für aquatische Organismen beeinflussen kann.
Das hier eingesetzte Instrument für die Messung dieses Parameters ist der DF Robot Optische Trübungssensor RB-Dfr-1268. Der Trübungssensor erfasst diese optischen Eigenschaften des Wassers und wandelt sie in präzise Messwerte um. Der Sensor verfügt über eine Lichtquelle, die eine definierte Lichtmenge in die zu messende Wasserprobe emittiert. Diese Lichtmenge wird dann durch die suspendierten Partikel im Wasser gestreut oder absorbiert. Ein Detektor im Sensor misst die Intensität des gestreuten oder absorbierten Lichts.
Anhand der gemessenen Lichtintensität kann der Sensor dann die Trübung des Wassers bestimmen. Je höher die gemessene Lichtintensität, desto trüber ist das Wasser, da mehr Licht von den suspendierten Partikeln gestreut oder absorbiert wird.
Redoxpotential
Das Redoxpotential, auch als Oxidations-Reduktions-Potential oder ORP bezeichnet, ist ein wichtiger Parameter zur Bewertung der Wasserqualität und zur Überwachung von chemischen Prozessen in Wasser. Es misst das Potenzial eines Mediums, Elektronen zu übertragen, und gibt Aufschluss über den oxidativen oder reduktiven Charakter einer Lösung.
Das Verfahren zur Messung des Redoxpotentials erfolgt mithilfe eines Redoxpotentialsensors. Ein solcher Sensor erfasst die elektrischen Potenziale, die durch Redoxreaktionen in der zu messenden Lösung entstehen.
Ein bekannter Sensor für die Messung des Redoxpotentials ist der ORP-Sensor (Oxidations-Reduktions-Potential). Dieser Sensor besteht aus einer Elektrode, die mit einer Referenzelektrode kombiniert ist. Die Elektrode ist in eine Lösung eingetaucht, und der Sensor misst die Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode und der Referenzelektrode. Diese Spannungsdifferenz wird dann in ein elektrisches Signal umgewandelt, das den Wert des Redoxpotentials angibt.