Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 255

Adsorptionsvorgänge sind eine wesentliche Einflussgröße; daher sollten nur Stoffe
mit geeigneter chemischer Struktur als Tracer verwendet werden. So sind anioni-
sche Stoffe allgemein gegenüber kationischen zu bevorzugen, da letztere durch re-
versiblen Ionenaustausch zurückgehalten werden. Im Einzelnen gilt für die heute
hauptsächlich verwendeten Tracer:

1. Salze und chemische Tracer: Natriumchlorid (NaCl) in Form von Kochsalz wird
am häufigsten eingesetzt, da es preiswert, überall erhältlich und gut löslich ist sowie
biologisch kaum angegriffen wird. Als Variante empfiehlt Hodel ( 1993 ) die Verwen-
dung von Natriumchlorid als Streusalz , da dieses durch den Zusatz von Kaliumfer-
rocyanid weniger zu Klumpenbildung neigt und sich garantiert vollständig auflöst.
Nachteil von Salz, unabhängig von der Salzart, ist jedoch die relativ hohe notwendige
Menge (s. Abschnitt „Tracermethode mit konstanter Einspeisung“ in Kap. 4.6.3.1),
die seinen Einsatz bei höheren Durchflussmengen unpraktikabel und gewässerökolo-
gisch fragwürdig macht. Als Alternative wird Natriumbichromat verwendet, von dem
eine ca. 10 mal geringere Menge als bei Salz benötigt wird und für das die Analyse im
Labor einfacher durchzuführen ist. Aber es ist zu bedenken, dass das darin enthaltene
6-wertige Chrom toxisch wirkt (vgl. Bundesamt für Umweltschutz 1982 ).
Vorteilhaft beim Einsatz von Salz ist generell, dass die Messung der Konzentra-
tion über die Leitfähigkeit mit relativ geringem Aufwand, z. B. mit Eintauchsonden,
in situ durchgeführt werden kann und dass deren Ergebnisse unmittelbar abgelesen
oder gespeichert werden können.
Zum Einsatz weiterer anionischer chemischer Tracer wie Chlorid, Jodid oder
Bromid wird auf Behrens ( 1982 ) und ISO 9555-3 ( 1992 ) verwiesen.

2. Fluoreszenzfarbstoffe: Soll die einzusetzende Tracermenge weiter verringert
werden, bieten sich Farbstoffe und hier insbesondere Fluoreszenzfarbstoffe an, bei
denen sich die notwendige Tracermenge gegenüber Natriumchlorid um den Faktor
1.000 reduziert.
Fluoreszenzfarbstoffe sind organische Verbindungen, die zwei oder mehr konju-
gierte Doppelbindungen, d. h. alternierende Einfach- und Doppelbindungen zwischen
Atomen, enthalten, wobei einzelne Elektronen („c-Elektronen“) besonders beweglich
sind und z. B. durch absorbiertes Licht auf ein höheres Energieniveau („Orbit“) an-
gehoben werden können. Beim Zurückfallen der Elektronen auf ein niedrigeres Orbit
wird Energie als Fluoreszenzlicht abgestrahlt. Dabei ist die Wellenlänge des emittier-
ten Fluoreszenzlichts immer größer als die des absorbierten Anregungslichts.
Die Excitations- und Emissionswellenlängen sind stoffspezifisch. Bestimmte
funktionelle Gruppen in den Molekülen, meist mit polarem Charakter, bestimmen
die Eigenschaften der Tracerfarbstoffe, z. B. Löslichkeit, Sorptionsfähigkeit, Ab-
baubarkeit und damit die Eignung als hydrologischer Tracer.
Infrage kommen die in Tab. 4.17 zusammengestellten Fluoreszenzfarbstoffe, de-
ren bekannteste

• Uranin,

• Eosin und

• Rhodamin

sind.